譚新河(中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司，河南 洛陽(yáng) 471000)

直管壓力平衡型波紋補(bǔ)償器失穩(wěn)破壞分析

譚新河(中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司，河南 洛陽(yáng) 471000)

分析某煉油工程管道系統(tǒng)試壓中直管壓力平衡型波紋補(bǔ)償器出現(xiàn)失穩(wěn)的原因，提出直管壓力平衡型波紋補(bǔ)償器安裝注意事項(xiàng)，整改措施和改進(jìn)辦法，為工程施工提供防范措施，避免事故的再次發(fā)生。

直管壓力平衡型；波紋補(bǔ)償器；內(nèi)壓不平衡力；失穩(wěn)

直管壓力平衡型波紋補(bǔ)償器由兩組工作波紋管和一組平衡波紋管組成，每組波紋管均設(shè)計(jì)用于吸收軸向位移，工作波紋管通常還可以吸收橫向位移[1-2]。直管壓力平衡型波紋補(bǔ)償器同時(shí)它可以承受壓力推力，也就是說(shuō)波紋管內(nèi)壓推力能夠自身完全平衡而不作用到兩端的固定支架（或設(shè)備）上去[3]。在操作過(guò)程中，波紋管除產(chǎn)生位移(變形)外，往往還要承受一定的工作壓力。因此，波紋管也是一種承壓的彈性補(bǔ)償裝置，保證其安全可靠地工作是十分重要的。

1 直管壓力平衡型波紋補(bǔ)償器在管道氣密試驗(yàn)中出現(xiàn)失穩(wěn)

某煉油工程管道系統(tǒng)補(bǔ)償器安裝完畢后進(jìn)行氣密試驗(yàn)，其中一個(gè)試壓包中包含DN750及DN1200兩個(gè)直管壓力平衡型波紋補(bǔ)償器，氣密試驗(yàn)壓力為0.6 MPa。當(dāng)氣密試驗(yàn)升壓到0.45 MPa時(shí)，DN750補(bǔ)償器突然發(fā)出爆裂聲音，同時(shí)DN750管道發(fā)生軸向位移，停止氣壓試驗(yàn)并降壓后現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查看，發(fā)現(xiàn)以下現(xiàn)象：

（1）DN750管線產(chǎn)生軸向位移，管道上的管托產(chǎn)生偏移。DN750管線位于管架上的管托全部發(fā)生軸向位移，管線以補(bǔ)償器為分界點(diǎn)向兩側(cè)發(fā)生軸向位移，止推管托的固定限制槽鋼直接被崩掉，管線上的管托偏離管架，部分管托已完全處于懸空狀態(tài)。

（2）DN750波紋補(bǔ)償器損壞嚴(yán)重。DN750波紋補(bǔ)償器固定桿鋼筋全部被拉斷，波紋補(bǔ)償器被拉伸，補(bǔ)償器波紋管被吸扁。見(jiàn)圖1。

圖1 損壞的DN750補(bǔ)償器

（3）DN1200波紋補(bǔ)償器損壞，并導(dǎo)致管架橫梁出現(xiàn)扭曲變形。DN1200補(bǔ)償器固定桿與補(bǔ)償器本體連接的筋板已脫落，固定桿本身鋼筋未拉斷。DN1200管線上的止推管托就設(shè)置在位于DN1200補(bǔ)償器后第一個(gè)管架上，在此次氣壓試驗(yàn)過(guò)程中，該止推管托未出現(xiàn)損壞，但DN1200補(bǔ)償器產(chǎn)生的推力已導(dǎo)致該止推管托所在管架的橫梁出現(xiàn)較大的扭曲變形，橫梁與立柱節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象。

2 波紋補(bǔ)償器失穩(wěn)原因分析

直管壓力平衡型波紋補(bǔ)償器每組波紋管均設(shè)計(jì)用于吸收軸向位移，整體軸向剛度為每組波紋管的軸向剛度之和，因此直管壓力平衡型波紋補(bǔ)償器對(duì)兩端的固定支架產(chǎn)生的剛度力為普通單節(jié)補(bǔ)償器的三倍以上，如若產(chǎn)生內(nèi)壓不平衡力就能輕易導(dǎo)致施工與運(yùn)行期間事故的發(fā)生。如設(shè)計(jì)生產(chǎn)的直管壓力平衡型波紋補(bǔ)償器未能達(dá)到內(nèi)壓推力的平衡，產(chǎn)生的內(nèi)壓不平衡力而作用到兩端的固定支架上就無(wú)法避免了。由于波紋補(bǔ)償器自身的制造質(zhì)量從而導(dǎo)致了此次事故的發(fā)生。

3 結(jié)語(yǔ)

波紋補(bǔ)償器作為關(guān)鍵組件在管網(wǎng)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，但假如波紋補(bǔ)償器在管網(wǎng)中應(yīng)用布置不當(dāng)，或者施工安裝中出現(xiàn)偏差，又或者波紋補(bǔ)償器自身制造質(zhì)量問(wèn)出現(xiàn)都有可能導(dǎo)致波紋補(bǔ)償器失穩(wěn)，引起整個(gè)管系的破壞，甚至釀成惡性事故。因此安裝直管壓力平衡型波紋補(bǔ)償器時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）補(bǔ)償器在安裝前應(yīng)先檢查其型號(hào)、規(guī)格及管道配置情況，必須符合設(shè)計(jì)要求。

（2）施工中為保證管道同心度，可在補(bǔ)償器位置按直管段安裝，安裝完畢后在預(yù)備安裝補(bǔ)償器處將管子割下一段，再將補(bǔ)償器裝上去焊接。嚴(yán)禁用波紋補(bǔ)償器變形的方法來(lái)調(diào)整管道的安裝超差，以免影響補(bǔ)償器的正常功能、降低使用壽命及增加管系、設(shè)備、支承構(gòu)件的載荷。

（3）對(duì)用于氣體介質(zhì)的膨脹節(jié)及其連接管道，作水壓試驗(yàn)時(shí)，要考慮充水時(shí)是否需要對(duì)膨脹節(jié)的接管加設(shè)臨時(shí)支架以承重。

（4）水壓試驗(yàn)或氣密試驗(yàn)前必須對(duì)管道支架進(jìn)行嚴(yán)格檢查，保證支架符合設(shè)計(jì)要求。

建議廣大補(bǔ)償器設(shè)計(jì)人員、施工安裝人員互相交流學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，杜絕安全事故的發(fā)生。

［1］李永生，李建國(guó).波形膨脹節(jié)實(shí)用技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

［2］美國(guó)膨脹節(jié)制造商協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn).EJMA-1998.

［3］GB16749-97壓力容器波形膨脹節(jié)及標(biāo)準(zhǔn)釋義.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.