上海上儀股份公司對循環(huán)水管道熱電偶保護套管斷裂原因分析

1、流體作用形成共振

共振是造成雙金屬溫度計套管斷裂的主要原因。上海上儀股份公司由于圓柱形保護管處于流體中，會在套管下游產生漩渦脫落效應；由于漩渦的產生是以一定的頻率交替脫落的，因此在圓柱面上產生交變的橫向力。當這個交變橫向力與圓柱的固有頻率相等時，就會引發(fā)套管振動，當套管固有頻率和流體漩渦脫落頻率接近或一致時，可產生共振現(xiàn)象。此時，套管圓柱面可產生流體方向的反復彎曲應力，套管表明的微觀缺陷可稱為疲勞裂紋源，裂紋將向垂直與流體方向的套管中部軸線擴展。這種共振可導致熱電偶套管的加速損壞斷裂。

2、工況條件

該循環(huán)水管道有振動并伴有較大的噪聲，上海上儀股份公司而在附件地面的二級支管振動更大，部分雙金屬溫度計表殼已經(jīng)碎裂，同時發(fā)出較大的噪聲。這是由于管道原為空管，運行初期時管道中存有一定量的氣相，與循環(huán)水混合后形成氣液兩相流，引起振動和噪聲，而套管原設計條件是在單項條件下運行。在管道工藝操作流速下，經(jīng)過支管三通或閥門時的紊流作用，可將管道中氣液流體形成細胞狀流型，由于管道直徑較大受重力影響，這種水平管道中，含細胞的兩相流主要位于管道上不，含氣率較低。該溫度計安裝在一級支管總閥后6m處，使熱電偶套管受到支管三通和閥門的紊流作用。氣液兩相流和流體的紊流作用均加劇了套管的振動。

3、應力分析

套管與法蘭連接角焊縫表面存在一定的焊接殘余拉應力，該處角焊縫截面發(fā)生變化存在輕微的應力集中現(xiàn)象，以套管側熔合線處（即斷裂處）非常高。上海上儀股份公司焊接殘余拉應力與流體產生的振動應力疊加，在套管根部形成流體方向的交變應力，作用在微觀缺陷處形成疲勞源導致開裂。