减震阻尼器应用

减震阻尼器应用

摘要本文简要介绍阻尼器在石油化工管道领域的应用。

关键词阻尼器管道系统

阻尼器，是以提供运动的阻力，耗减运动能量的装置。因阻尼器的这种特性，其在石油化工装置中得以应用。

一、阻尼器应用范围

在以下工况中，减震阻尼器将对设备提供良好的保护

水锤，汽锤

汽、水流动引起的高频振动

安全阀排气

主汽门快速关闭

锅炉爆炸

破管

地震

风载

外来缓释型压力使管道产生的宽幅振动

外来飞行物的冲击等

减震阻尼器可以保护的对象

管道系统

主泵

重要的阀

重要的压力容器

汽轮机

二、阻尼器工作原理

管道用双向弹性阻尼体减震阻尼器分为抗振动型阻尼器（GD型）和抗安全阀排气型阻尼器（GDF型）两种

抗振动型阻尼器工作原理

（1）当管道产生非破坏性缓慢位移时（如热胀冷缩），阻尼器输出很小的阻尼力，约为额定荷载的1~2%，以保证管道的柔性空间

（2）当管道受到破坏性冲击（如水锤、汽锤、地震等）产生快速位移并达到一定速度时，阻尼器的速度阀关闭，阻尼器活塞的运动速度骤降，阻尼力迅速增大至额定荷载。特殊结构的活塞及精巧设计的阻尼腔结构与高粘性阻尼介质瞬间产生极大的摩擦力使冲击动能迅速转化为热能释放，使管道位移有效减小，保护其不会因突发冲击而破坏

（3）由于弹性阻尼材料具备可压缩性，并具有强粘弹性的特征，在极小的位移内即可产生等同于大功率弹簧产生的弹性势能，因此对于普通液压阻尼器无法解决的风载等高幅低频振动以及外部干扰引起的高频低幅振动，均可起到明显的减振作用，具备弹簧拉杆和液压阻尼器共同使用所产生的双重效果。减振有效频幅范围为0.5Hz~35Hz。

抗安全阀排气型阻尼器工作原理

由于该应用的特殊性，要求在安全阀排气时阻尼器能够迅速达到刚性构件的效果，排气结束后管道能自由回复到原位置，因此阻尼器腔内的阻尼体材料被完全预压缩，分子粘度极高，并设有单向阀机构。当安全阀排气时，阻尼器的单向阀门迅速关闭，其阻尼力迅速增加到额定荷载，阻尼器活塞的运动速度迅速降为零，产生等效于刚性机构的连接效果，保护管道免受破坏。安全阀排气结束后，在管道弹性回复力的作用下阻尼器反向运动，单向阀开启，此时阻尼器反力很小，使管道能迅速复位。

三、阻尼器的选型

额定荷载的选择

阻尼器安装部位的荷载为动荷载而非静荷载，选型时应使计算出的动载荷小于产品选型表中的额定载荷，当阻尼器用于控制管道的轴向振动时，一般考虑沿管道轴向平行安装两台阻尼器，因无法保证两台阻尼器在工作状态下能同步响应，故单台阻尼器的荷载应按该吊点工作荷载的80%选用

行程的选择

管道阻尼器的行程应大于管夹安装点相对于生根部位的热位移量（冷态到热态的位移量加上其他不规则位移），且单边至少留有10mm余量

与管道连接形式的选择

销连接：适用于可以将销座组件焊接在被保护的管道或设备上

管夹连接：适用于可以安装限位管夹的管道

功能选择

若是用于承受管道的冲击振动（水锤，汽锤，风载，地震等）选用抗振动型阻尼器

若是用于承受安全阀排气反力等单向的冲击力，选用抗安全阀排气反力型阻尼器

管夹材料的选择

根据管道传输介质的工作温度确定管夹材料

加长杆型号的选择

加长杆适用于连接距离较大的场合，加长杆W的计算如下：

若头部尾部均为销连接，则加长杆长度W=L-F-2A-C中值±（热位移量/2）

若头部为管夹，尾部为销连接，则加长杆长度W=L-F-A-H-C中值±（热位移量/2）

注：当阻尼器受拉时，热位移量取正值，当阻尼器受压时，热位移量取负值

对于需用管夹安装的情况，我们将根据阻尼器的选型及实际工况专门设计合适尺寸与材料的管夹

四、阻尼器的安装

1、由于管道常常是高温的，因此，与管道接触的U型螺栓经长期运行，就会发生蠕变，从而释放对管道的正压力，减小对管道的摩擦力，导致管夹沿管道中心摆动。因此，我们使用带卡块的限位管夹，安装完毕后将卡块焊接在管壁上，

限制管夹的周向转动，当不允许在管道上焊接卡块时，建议限位管夹使用碟型弹簧。

2、当用于轴向减震时，应避免使用图示的安装方式，因其对管道形成不利的附加弯矩，建议使用图示的安装方式

不建议建议

五、结语

管道系统中使用减震阻尼器能改善管道结构在风和地震中的动力响应，使管道或设备在多种工况下免受破从而保护化工装置的安全运行。

参考文献

捷瑞特弹性阻尼体阻尼器简介

石油化工装置工艺管道安装设计手册第一篇设计与计算