识别和理解声致振动故障的风险

介绍

有消息称，10-15%的管道故障是由振动引起的疲劳造成的。^［1］管道振动可以由多种不同的机制引起，如流动诱导的湍流、段塞流、机械的机械激励和声脉动。这些机制经常被工厂操作人员观察到，因为它们在正常运行时出现。另一方面，在泄压管线和用于排污的控制阀(BDV)的下游，声致振动(AIV)很难识别，因为除非阀门打开，否则很难观察到振动。

AIV发生在气体系统中，当流体限制时(通常是在减压装置(PRD)的下游)产生声波，激发管道的自然模式，从而导致振动。AIV不同于大多数类型的管道振动，因为它通常发生在更高的频率(300- 1500 Hz)，是壳模激振的结果。由于这个原因，AIV通常肉眼看不到，但可以通过触摸来发现，并将高频可听到的噪声传输到管道外的周围地区。这种偶然性，加上高频、低振幅的振动，使得AIV通常不被注意到，直到振动被听到，管道被接触，或发生故障。

AIV的一个常见位置是压力安全阀(psv)或BDVs的下游。大多数喇叭口总管管道设计不是坚固的设计来处理AIV。在设计压力较低的情况下，扩口管道通常采用薄壁管道和预制分支连接。作者观察到，在扩口系统的支路连接中，焊点欠充时发生了多次故障。

如果计算出的珠江三角洲下游声噪声(PWL)的内部声功率级超过了与以前的工业故障比较得出的筛选限制，则预计会发生AIV故障。通过操作、设计和监控控制，可以降低易受AIV影响的系统的故障风险。然而，在大多数管道系统中，由于AIV的高频/高周期特性经常导致快速故障，因此使用操作和监控控制是不实际的。

通过检查照明弹系统的设计，并进行目视检查，以识别填充不足的焊接接头或薄壁装配分支接头，可以降低风险。然而，这样一个项目的范围可能是一个巨大的任务，特别是在现有的工厂。本文将深入了解AIV的破坏机制，回顾各种计算AIV在管道中失效概率的方法，提供防止AIV失效的基本设计实践，并引入基于风险的检查(RBI)方法，以评估现有火炬系统或新项目设计阶段AIV故障的风险。