《乙二醇供回水管道固定支座及补偿器拉杆装置的失效分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《乙二醇供回水管道固定支座及补偿器拉杆装置的失效分析.doc（11页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、乙二醇供回水管道固定支座及补偿器拉杆装置的失效分析科f技f论坛科黑龙江技信恩乙二醇供回水管道固定支座及补偿器拉杆装置的失效分析侯彩侠(秦皇岛市宇田科技有限公司,河北秦皇岛066004)摘要:主要是通过对某冶金厂乙二醇管道固定支座及波纹补偿器拉杆的失效进行分析,提出固定支座的设计修改方案及波纹补偿器拉杆的正确使用方法.关键词:乙二醇管道;固定支座;波纹管补偿器;拉杆1问题的提出2007年8月,唐山某冶金厂乙二醇供回水管道,在分段试压过程中,将安装在该管线上的部分固定支座,导向支座从管架上脱落,补偿器导向拉杆拉断,此管段失效,近些年来,国内已发生多起类似事件,管道不能正常工作,有的甚至造成严重损失
2、,为什么会出现拉杆拉断,支座脱落的情况呢?原因何在?怎么防止此类事故再发生?这是现在所要讨论的主要议题.2基本情况乙二醇供回水架空管线基本.隋况&管线通径:DN3OO(垂325X8);h管线介质压力:设计(工作)压力0.6MPa;管线试验压力:0.9MPa;c.介质温度(设汁温度):-20C;d.管线相邻管架间距分别为:6m,7m,8m等;e轴向型补偿器有4根M16的导向拉杆;安装补偿器的管段呈z字形布置,如附图所示;补偿器两侧采用木哈夫(固定支座)固定,固定时将镀锌扁钢两端双头螺栓连接到型钢支架上,木哈夫即做了管托又代替了一段保温材料.3试压时出现的问题采用水压进行压力试验,当试验压
3、力达到0.85MPa时,固定支座(如图1)由刚性梁上脱落,各补偿器(DN300复式轴向型)的导向拉杆全部断裂,波纹管受到冲击力的作用被拉伸,并超出波纹管额定伸长补偿量而失效.4设计分析由于管内流通介质(-I1)与外界温度不一致,尤其是在开启,关闭时温差图1较大,造成管道伸长量不一致,有一个相对位移x,该位移由轴向复式拉杆型波纹补偿器来吸收,而由于内压引起的盲板力由固定支座来吸收.5发生问题分析5.1木哈夫支座受力分析.在压力试验中,安装补偿器后,此管线会产生内压推力(盲板力),此力将作用在主固定支座上.主固定支座的作用是将管线分段,设置固定点,确保膨胀节在两个固定支座之间的管段内正常工作.主固
4、定支座主要承受三个力的作用,即膨胀节内压产生的盲板力,嘭胀节位移时产生的刚度反力fF和管道伸缩时与导向支座和滑动托座产生的摩擦力(F),即F-Ft管道内产生的盲板力F,FA78175N式中:P_试验压力(MPa);Ae_补偿器波纹管有效面积(mm);位移产生的刚度反力Fk=Kxe;K-膨胀节的刚度(N/mm1;e_膨胀节的补偿量(mm).通常刚度反力及摩擦力与盲板力相比很小,计算时以盲板力为主,其他力可忽略不计.通常非低温固定支座采用支座底板与支架焊为一体的结构,盲板力由整个支座各焊道共同承受,而木哈夫固定支座由管道和木托或木托与扁钢之间摩擦力较大者承受.摩擦力为筒N:(W+W)+F=6990
5、+140000=146990(N)Nx1.t.=146990x035=51446.5(N)<78175(N)N_压力;木材与铸铁(或钢);w一水的重力;w管的重力;F_螺栓预紧力.f值小于F,所以支座是不稳定的.5.2补偿器拉杆受力分析.由于固定支座的失效,内压推力将会转移到导向拉杆上,如果导向拉杆也不能承受此力,将会被拉断;如果能过承受此力,波纹补偿器将得到保护.现对拉杆进行校核看是否有足够的强度承受此力:每根拉杆所受拉应力:_F/(axA)-7817N(4x157)=124A8MPa式中:a一拉杆的数量;A一拉杆有效截面积(mill).强度校核:拉杆应满足f(r拉杆在安装温度下的许用
6、应力cr=-87MPa124A8>87,可见此拉杆是不能承受内压推力的,所以被拉断.6原因分析结论6.1管道固定支座是承受盲板力的装置,通过计算支座自身的摩擦力小于盲板力,没有起到固定支座的作用,使管线沿轴向发生较大的滑动位移,造成固定支座和导向支座从管架上脱落.6.2由于该管线上的补偿器为复式轴向补偿器,其上拉杆起运输和导向作用,不能用来承受由于内压引起的肓板力,在压力试验中作为刚性承载部件从上述计算结果看是不成立的,所以被拉断.如果要将其作为分段打压试验时保护补偿器的临时受力装置,应事先通知制造厂家,为其特殊制作.打压试验完成后,将拉杆两端螺母调整到最大位移值,但不可拆除.7管道支座
7、的改进根据上述情况,管道支座宜改为另一种结构形式,如图2所示,既可以保证支座的强度,又起到隔热效果,这样可消除单靠摩擦力来负担盲板力的问题,又可以起到不将支架与管道之间温度过量传导的作用.防止因介质低温而在支座及支撑钢梁上结冰或产生冷凝水的现象,降低使用寿命.管道两端固定支座,采用四周焊接挡环来承受管道内压推力,且上端与管道焊接要合符要求,保证焊接质量.8结论经过分析,该管道失效的主要原因是固定支座强度不满足要求所造成的,其二是波图2纹补偿器运输及导向拉杆不能作为承力件,将其作为承力件,在冲击力作用下,瞬间将被拉断.波纹管部分最终失效.通过力学分析计算,固定支座最好采用底部隔离的结构.由于此管
8、段只补偿轴向位移,此装置选用复式拉杆轴向型补偿器是合理的,其补偿量大,为保证不失稳及管道正确走向,拉杆在工作时松开而不拆除.图3(下转198页一45一蔫函科黑龙江技信总文l化I教I育浅谈钳工实习教学李让勘(徐州机电工程学校,江苏徐州221131)摘要:分析了钳工实习目前教学与实际需求存在的差异,指出重视基础训练,突出钳工的重要地位,利用现有条件,丰富教学内容,改进老,旧教学模式与手段,调动学生的主观能动性,努力提高钳工实习教学质量,重视学生工程素质的培养以适应当前社会需求.关键词:基础训练;主观能动性;工程素质近几十年来,由于材料科学,高新技术的发展和激烈的市场竞争,发展尖端国防和科学研究的需
9、要,机械制造业发生了巨大的变革,新材料,新工艺和新技术不断涌现,特别是计算机技术在制造业的应用,彻底打破了传统的制造观念,为人类创造出巨大的效益.同时,也使钳工实习课程内容越来越丰富.从传统的热,冷加工到应用光,电,热,磁,声等能量的特种加工,从普通机电控制到数学程序控制,从单板机数控加工到计算机集成制造系统,不断扩展的新内容冲击着传统的教学内容和教学模式.作为机械加工中唯一的以手工操作为主的工种,钳工的教学内容与实际操作一直处于比较落后,陈旧的阶段.由于主要实习内容是传统的简单常规操作,与现代制造技术相差甚远,加之实习条件艰苦,学生在学习过现代制造课程后明显表现出钳工的实习积极性不高,甚至出
10、现抵触情绪,在实习中完全处于被动状态.他们普遍认为钳工已经与目前高速度,高精度,高可靠性等市场需求产生了极大的差距,这些情况应该引起足够的重视,因为它会使传统加工的教学质量大打折扣,而且从思想上影响他们对机械制造的正确认识,如不及时引导.从长远看对机械制造的发展不利.因此,根据几年的教学经验.针对目前这种状况,认为应从以下几个方面进行探讨:1重视基础训练,突出钳工的重要地位传统加工的基础训练是学生对机械制造认识的开端,只有具备了基本的操作技能,才谈的上对工艺流程有所了解,对机械制造才会有整体的认识.划线,锉削,錾削,锯割,钻孔,攻丝,套扣,装配等是钳工的基本操作,也是钳工加工的基本特征,其加工
11、灵活,操作方便,在机械加工中有着其他工种不可替代的作用.这部分教学内容最好借助实物进行讲解,且在实际操作中将各种具体操作与其他加工方式进行比较,突出其特殊性,使学生从思想上对钳工的基础训练加以重视,通过他们亲自观察,体验和感受来达到我们的目的,并安排钳工镶配技术的工艺加工方法,如四方套镶配,六方套镶配等课题,在课题进行之前告诉学生,如果要达到镶配精度,掌握好镶配技术,就必须练好钳工基本功,这种教学方法,比枯燥的理论说教效果好得多,从而也能提高学生的学习兴趣.?2调动学生的主观能动性,努力提高钳工实习质量教学是教师和学生的共同活动,在教学中既要发挥教师的主导作用,又要发挥学生的主体作用,两者不可
12、偏废,相对而言学生的主体作用显得更为重要,因为教学过程如果没有学生主动积极的参与,教师的一切努力都显得没有意义.要想学生主动积极的参与,除了教师良好的引导,更重要的是要学生对所学内容有浓厚的兴趣,心理学家布鲁纳曾说:最好的学习动因是学员对所学材料的内在兴趣.因此,兴趣可激发学生求知的欲望和学习的积极性,可使他们主动,认真地思考,使他们变被动接受的客体为主动学习的主体.培养兴趣是提高钳工实习操作教学质量的重要环节,为此积极探索了多种形式的教学模式.(1)认真做好他们的思想工作,把握好思想教育与培养技能并重,思想教育先行的原则,提高广大学生对基本功重要性的认识,增强了学生实习训练的积极性和主动性.
13、(2)组织学生参观附近工厂,请一些在现场工作的钳工师傅介绍从事钳工工作的经验,体会,乐趣,使他们在实际操作中获得深刻的印象.(3)请本校往届毕业生现身说法,谈谈他们住各臼二怍岗位上的失败与成功,从而使学生懂得掌握钳工技术,练就一手过硬本领,使学生感到钳工实习的重要.(4)老师在巡回指导之余可以自己动手和学生一起做同样的工件,指导老师的认真态度和友好感情,也都对学生的兴趣有着重要作用,因此也是培养学生文习兴趣的好方法.(5)观看全国的超级钳工技能大赛,组织校内比赛和展览.通过观看大型的钳工比赛来提高学生对钳工的兴趣,调动学生参加钳工大赛的积极性.每年组织一次全校的技能大赛,让实习过钳工的在校班级
14、,每班选6名实习最好的学生进行钳工技能比赛,对获得前十名的学生经行表彰奖励,对于前三名的学生进行强化训练并推荐代表学校参加每年一次的全市钳工技能大赛.在钳工车间开设展览橱,对于历届钳工实习中的优秀工件放入展览橱展览,并在工件上标出班级姓名,使工件做得好的学生有成就感.这样就会让想学的学生更加有动力,让不想学的学生产生兴趣,让他们都产生一种将来自己的工件也能放入览橱的愿望.最后形成良好的实习风气.(6)在平时训练中,不要拘泥于做一些枯燥的镶配,可以让学生做一些他们自己感兴趣自,工艺品,例如小铁心等好玩的工件或小动物等工艺品,这样可以无形中可以很好的调节一下单调的实习,对于有创意的同学加以表扬.3
15、适应市场需求,开阔视野重视工程素质的培养我校长期以市场为导向,以就业为目的,适应市场需求.培养既有一定专业理论知识又有较高职业技能的技术人员.我国目前正处于一个前所未有的发展阶段,工业上紧缺大量的技术人才,但同时我们也看到这个大市场加工面广,种类繁多,各种新工艺,新方法层出不穷,对人才的工程素质要求也越来越高,其中不仅包括管理意识,竞争意识,群体意识,市场意识,质量意识,安全意识,经济意识,创新意识,法律意识等,还必须具备良好的人格,高尚的情操等基本道德素质.培养良好的工程素质应该贯穿于钳工实习的全过程,从每天不迟到,不早退,不旷课,遵守本工种实习纪律,安全生产,实习结束要及时清扫场地到加工过
16、程的质量控制,工艺安排等.为了提高学生的市场意识,竞争意识及各项基本素质,我们还要从教学内容上不断丰富,更新,通过坚持不懈地学习紧跟当前的发展形势,积极了解新工艺,新方法并用于课堂教学,开阔学生视野,激发学习兴趣与信心.同时,实际加工中不断改变教学手段,灵活利用现有条件,尽量多地让学生参与到实际生产中来.在能保证加工质量的前提下,让他们进行划线,钻孔,攻丝等部件加工,或者是部件的装配等,让学生在真切的产品加工中体验到许多课本上学不到的知识,这对他们将来的工作将是一些初步的经验积累.同时教师也要重视自身能力的提高,要具备一定的敬业精神和较高的专业水平,爱学习,不守旧,这些方方面面的融合都会对学生
17、产生积极向上的教育效果.钳工实习为德育和工程素质教育提供了良好的条件,所以我们有义务在教学中通过有意识的引导与实践,努力使学生的工程素质教育取得实质上的效果.通过一系列的改革与实践,我校钳工实习的教学不再是一个老大难问题,反而成了在学生中有较好影响力的工种,这是我们教学改革的一次成功,是和我们适应当前形势,响应政府号召,积极推行素质教育分不开的.当然,实习要实现全面素质教育依然任重而道远,我们目前的努力只是一个良好的开端,还需要所有的实习教师都从自身做起,将教学改革进行下去,唯有如此,钳工专业教育才会富有生命力.(上接45页)参考文献中华人民共和国国家标准GB厂n2777_20o8,金属波纹膨胀节通用技术条件【2J中华人民共和国国家标准.GB150-1998,钢制压力容器闭.中华人民共和国国家标准.GB3098.1-2000,紧固件机械性能螺栓,螺钉和螺柱一198