РД 153-34.0-20.340-98 Методические указания по контролю за состоянием металлических напорных трубопроводов гидроэлектростанций

РД 153-34.0-20.340-98

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО КОНТРОЛЮ
ЗА СОСТОЯНИЕМ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАПОРНЫХ
ТРУБОПРОВОДОВ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

     
Дата введения 1990-06-01

РАЗРАБОТАНЫ Открытым акционерным обществом "Фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей ОРГРЭС"

Исполнитель Э.У.Незаметдинов

УТВЕРЖДЕНЫ Департаментом стратегии развития и научно-технической политики РАО "ЕЭС России" 05.03.98 г.

Первый заместитель начальника А.П.Берсенев

Настоящие Методические указания устанавливают основные требования к эксплуатационному контролю за вибрационным состоянием, измерению толщины оболочки, осмотру стальных открытых напорных трубопроводов гидроэлектростанций (ГЭС).

Методические указания рекомендуются для использования эксплуатационным персоналом ГЭС и обязательны для специализированных организаций.

С выходом настоящих Методических указаний утрачивают силу "Методические указания по контролю за вибрационным состоянием металлических напорных трубопроводов гидроэлектростанций" (М.: СПО Союзтехэнерго, 1979).

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1. Настоящие Методические указания разработаны для определения объема, способов, периодичности эксплуатационного контроля за состоянием стальных открытых напорных трубопроводов ГЭС с целью оценки их надежности и обеспечения безопасной эксплуатации.

1.2. Эксплуатационный контроль за состоянием напорных трубопроводов осуществляется на основании измерений вибрации оболочки, измерения толщины стенки трубопровода, а также осмотров, включающих определение смещений опор, контроль плотности сварных швов и клепаных соединений.

1.3. Осмотры, измерения вибрации и толщины стенки трубопровода могут осуществляться персоналом ГЭС, энергоуправления либо специализированной организацией.

1.4. Измерения смещений опор осуществляются специализированной организацией на основании действующей нормативно-технической документации.

1.5. По результатам осмотров, измерений составляются акты и технические заключения, содержащие оценку состояния и соответствующие рекомендации.

1.6. При затруднениях у персонала ГЭС и энергосистемы в определении причин обнаруженных дефектов и разработке мероприятий по их устранению должна привлекаться специализированная организация для проведения специальных испытаний и разработки рекомендаций.

2. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ЗА ВИБРАЦИОННЫМ СОСТОЯНИЕМ ТРУБОПРОВОДОВ

2.1. Причины вибрации трубопроводов

Вибрация напорных трубопроводов ГЭС вызывается в основном гидравлическими возмущающими силами, возникающими в проточном тракте гидротурбины: трубопроводе, спиральной камере, камере рабочего колеса и в отсасывающей трубе. Эти возмущения являются причиной пульсаций давления, распространяющихся в трубопроводе и вызывающих его вибрацию.

Если частоты возмущающих сил близки или кратны частоте собственных колебаний трубопровода (оболочки), то наблюдается механический резонанс. Если они близки или кратны частоте пробега волны давления (ударной волны), то наблюдается гидравлический резонанс, возникающий при равенстве:

,                                                                          (1)

где - частота собственных колебаний, Гц;

= 1, 2, 3 ... - номер гармоники;

- скорость пробега ударной волны, м/с;

- длина напорного трубопровода, м.

Собственные частоты колебаний давления в трубопроводе зависят также от величины открытия направляющего аппарата турбины, определяющего граничные условия. При малых открытиях направляющего аппарата трубопровод можно приближенно рассматривать как закрытый с одного конца. Собственная частота колебаний давления при этом определяется по формуле , при больших открытиях направляющего аппарата трубопровод ближе к системе с двумя открытыми концами и собственную частоту колебаний давления следует определять по формуле .

В случае резонанса амплитуда колебаний может достичь опасного для целостности трубопровода значения. Если частоты собственных колебаний и частоты возмущающих пульсаций близки, то наблюдаются биения с периодическим увеличением и уменьшением амплитуды колебаний. Период биений может быть различным и составлять от десятков секунд до нескольких минут.

Повышенная вибрация трубопровода может вызываться следующими возмущающими силами:

гидравлическими ударами и большой пульсацией хаотической частоты из-за попадания в трубопровод воздуха при сильных колебаниях уровня воды в напорном бассейне, связанных с большими расходами или при работе на пониженном напоре;