電站消防水管及波紋管膨脹節(jié)損壞原因分析
很多電站所處的位置海拔較高,冬天的時候氣溫很低,這要求戶外的水管必須要進行保溫處理,否則的話就會造成水管內(nèi)部結冰,損壞水管的正常供水。室外的消防水管沒有經(jīng)過寒冷天氣的考驗,在天氣極寒冷的時候,水管內(nèi)部結冰,造成水管的波紋管斷裂,使廠房的消防系統(tǒng)供水中斷,對設備的安全帶來嚴重影響。
波紋膨脹節(jié)用于設備與設備之間的連接,其作用是補償兩設備之間管路的熱膨脹,減小安裝誤差對設備產(chǎn)生的力,方便安裝。采用彎管壓力平衡式波紋膨脹節(jié)能使設備不受內(nèi)壓產(chǎn)生的盲板力作用,改善設備的受力狀況,設備容易固定。波紋膨脹節(jié)作為泵用軟連接應用在泵的進、出口管路上。在泵的進、出口管路上安裝的通用型膨脹節(jié)來補償管路的熱膨脹,減小管路熱膨脹對泵的推力,或吸收泵運行產(chǎn)生的振動。
二、消防水管斷裂
從現(xiàn)場損壞的情況來看,每根消防壓力水管上均安裝有波紋管,其伸縮量應該沒有問題,而選擇的波紋管為金屬不銹鋼材質(zhì),其具有很高的強度。
2.1波紋管的行程限位拉桿調(diào)整不到位
限位拉桿設置在膨脹節(jié)總成上,一般用桿或棒制成的零件,主要用于限制波紋管在正常工作狀態(tài)下的活動范圍(軸向、橫向、角向),當主固定支架發(fā)生破壞時,該零件可以防止波紋管過度拉伸和壓縮,同時還可控制全部內(nèi)壓載荷和因支架破壞產(chǎn)生的動載荷。根據(jù)現(xiàn)場的情況來看,安裝人員在對該限位裝置的調(diào)整中,沒有考慮好管路的伸縮量,沒有調(diào)整到規(guī)定的位置,沒有達到設計的補償能力要求,在管路受氣溫降低而收縮時,造成了多個限位拉桿變形拉斷,活動耳柄拉裂的情況。
2.2消防水管的支墩位置設計不合理
消防水管的兩個支墩之間跨距較長,波紋管的安裝位置處于一支墩附近,而使得另一側的水管及內(nèi)部的壓力水的重量全部作用在波紋管上,使波紋管承受的向下壓力很大,消防水管投運初期,氣溫較高,波紋管還能正常工作,沒有發(fā)生變形的情況,但是因為內(nèi)部結冰后發(fā)生嚴重變形后,立即在水管及內(nèi)部的壓力水的作用下,發(fā)生了斷裂。
2.3壓力管路在安裝的過程中,連接沒有達到同心,使波紋管受到了很大的徑向力。發(fā)生該情況后,對其他的消防水管路進行了檢查,發(fā)現(xiàn)水管在安裝的過程中,有些地方的波紋管兩側管路不同心,差離較遠,機電安裝人員利用了波紋管的非正常變形來進行偏心的調(diào)整(如下圖),這對波紋管的正常強度產(chǎn)生了嚴重影響。
2.4消防水管的保溫材料選材不合理。
該消防水管的保溫材料雖然全部完好,沒有大面積損壞的情況,但是材料較薄,只有不到2cm,不能起到完全防凍的效果,在氣溫非常低的情況下,消防供水管內(nèi)發(fā)生了結冰現(xiàn)象,結冰膨脹將消防水管的波紋管撐至嚴重變形,可能已超出了其拉伸的最大能力。而在前期的檢查中未發(fā)現(xiàn)有波紋管爆裂的情況,是因為當時管內(nèi)部完全被冰凍,在冰的強度下,波紋管未看出有嚴重的受損。在天氣好轉,氣溫升高的情況下,內(nèi)部的冰開始慢慢的溶化,冰的支撐力慢慢的減去,這樣波紋管就在消防水管與內(nèi)部的冰水重量作用下,慢慢的發(fā)生變形,直到最后將波紋管拉裂。
2.5消防供水管所處的地理位置地質(zhì)不穩(wěn)定。
因為地理位置的原因,消防水池所處的位置剛好是一處滑坡體,所以至主廠房的供水管路鋪設在這條滑坡體上。當該處的滑坡體在地質(zhì)運動中發(fā)生變化時,直接使消防管路的支墩發(fā)生相對的位移,這樣使消防水管波紋伸縮節(jié)受到一個很強的徑向力,當這個力超過波紋伸縮節(jié)的正常應力范圍時,就先使其周圍的行程限位拉桿斷裂,然后伸縮節(jié)嚴重變形,當變形量過大時,波紋伸縮節(jié)發(fā)生斷裂。
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