摘要：管道热位移的增大是电力行业发展的必然结果，因此作为限制、分配管道热膨胀、载荷及应力的支吊架对机组安全运行的影响也越来越大，本文按照材料缺陷、安装缺陷和运行缺陷的分类，汇总了外部电厂案例，列举了常见的支吊架缺陷，分析了常见的支吊架缺陷产生的原因，并简要阐述了相应的治理措施。
关键词：安装缺陷 运行缺陷 缺陷分析
1 引言
电厂汽水管道支吊架的作用是承受管道重力、合理分布管系载荷、承受偶然的冲击载荷和控制管道在工作状态下的位移和振动。随着国家对核电的大力发展及火电机组装机容量的不断提高，管道支吊架、阻尼器的工作状态对机组正常运行及安全生产也越来越重要，而机组容量及参数的提高对管道系统意味着更大的热位移，管道支吊架也需要承受更大的载荷，管道弯头、焊缝及设备端口也更容易出现应力超标的情况，作为限制、分配管道热膨胀、载荷及应力的支吊架一旦出现缺陷，会对新建机组的顺利投产和运行机组的稳定运行带来严重的安全影响。
正确地了解支吊架的缺陷形式和形成原因，能够让巡检人员在缺陷产生的早期阶段，在缺陷还未对管道系统差生严重损伤之前，及时地采取措施，防止缺陷进一步恶化，保证机组的安全运行。
2 材料缺陷原因分析及治理措施
材料缺陷是指在支吊架生产过程中产生的支吊架质量问题，例如支吊架元件硬度过高、残余应力过大、存在原始裂纹等问题。该类问题会导致管道支吊架元件在安装或运行过程中突然损坏（图1），导致管道承载力发生突变，严重影响机组的运行寿命和运行安全。
发生缺陷后，应当及时对缺陷进行详细的金属检查，以判定是何种材料缺陷，同时对同批次的支吊架进行筛查，并及时更换支吊架。
3 安装缺陷分析及治理措施
随着机组容量的增大，管道支吊架的数量也在增大，在运输及安装的管理过程中难免产生疏漏，导致支吊架在运输过程中发生损坏或安装时未能按照设计图纸安装，具体表现为：
1)支吊架功能件在运输过程中发生损坏
某外部电厂恒力吊架在安装完成后一直处于失载状态，经检查后发现该恒力弹簧已经断裂，解体后硬度检测正常，因此怀疑为运输过程中弹簧受到损坏。
支吊架偏装错误
某外部电厂的再热蒸汽管道分为A\B列围绕锅炉对称布置，由于施工人员错误判断A\B列，导致偏装方向与设计值相反，导致偏装错误。
2)限位导向装置与与设计值不符
施工人员在安装限位及导向装置时，对该类支架认识不足，不够重视，对限位、导向装置的间隙值控制不够仔细，导致限位、导向装置未能达到设计效果。
3)支吊架与其它设备干涉
实际安装过程中，即便全部按照设计图纸施工，也难免产生支吊架元件与其它设备干涉的情况，该类情况会使得支吊架元件产生变形，导致无法正常工作。
4)由于现场条件限制未能按图施工
施工过程中由于现场尺寸与设计尺寸发生偏差，施工人员图方便，擅自改动支吊架元件的长度或朝向，导致支吊架失效。某厂阻尼器在安装过程中由于管道到生根梁的实际距离小于图纸距离，施工人员擅自改变阻尼器行程，导致阻尼器卡死失效。
5)弹簧支吊架安装完成后未拔除锁定销
由于施工人员对支吊架各元件的认识不充分，施工完成后或在某些要求锁定弹簧的工况（例如水压试验）之后未拔除锁定销，将弹簧支吊点变成了刚性支吊点，影响了管道热膨胀及二次应力的分布。
安装缺陷往往是由于施工人员粗心大意、不够重视，或对支吊架不够了解导致的，因此安装缺陷的处理没有什么技术难点，只需要按照图纸重新施工即可。现场施工条件无法满足设计要求的，应当邀请专家提供处理方案，而不是勉强安装。
4 运行缺陷原因分析与治理措施
在运行过程中，支吊架在受到热膨胀不畅、振动或冲击、材料腐蚀或老化、管道荷载分布发生突变、管道各功能件工作异常等情况的影响，会导致管道支吊架产生失效、过载或失载，从而影响机组的安全运行。
1） 支吊架受运行环境影响导致失效
某些支吊架由于受到环境影响导致支吊架元件加速腐蚀老化，从而导致支吊架锈蚀并失效，造成吊点功能件、承载结构等丧失功能，管道正常热位移受到影响，导致管道应力分布发生变化，从而影响管道正常使用及使用寿命，威胁机组的长期运行安全。
对于锈蚀严重并评估已经对承载能力产生影响的，要及时进行更换；对局部锈蚀，评估并不对承载能力产生影响的应当及时对锈蚀元件进行防腐。
2） 阻尼器卡涩、漏油
阻尼器由于超出使用寿命或本体质量问题，产生卡涩或漏油导致功能丧失，阻尼器行程超限闭锁，失去了防止管道振动及限制管道大幅晃动的作用，丧失其保障管道平稳、安全运行的功能。
一旦发生上述情况应当校核阻尼器的设计，并在此基础上及时更换阻尼器，
3） 支吊架元件松动
支吊架除本体之外，还包括抱箍、连杆等连接件，抱箍松脱或连接件紧固螺母松脱会导致支吊架吊点承载异常，吊点弹簧过载甚至超限，缩短了功能件使用寿命，对管道产生额外的水平附加力，影响管道正常使用及使用寿命，威胁机组的长期运行安全。
4） 弹簧支吊架失载或过载
由于上下游支吊架的缺陷或安装缺陷，或由于管道膨胀受阻，局部支吊架出现失载、过载（图11）的情况，吊点承载异常，导致管道应力分布发生变化，从而影响管道正常使用及使用寿命，威胁机组的长期运行安全。
发生上述缺陷时，首先应当校核设计载荷及热位移，确保弹簧安装正确；其次，应当检查相邻支吊架，以确认该处支吊架的失载或过载是否由于其它支吊架缺陷或管道膨胀不畅引起。最后基于以上分析提出正确的处理措施。
5） 恒力吊架位移指示偏差
由于恒力吊架在行程内对管道的作用力基本保持不变，因此，只要恒力吊架指针没有超过行程范围，就不存在超载或失载。但是，如果恒力吊架指针在冷热态时未在设计位置，会影响管道热位移，从而上下游支吊架的承载。
在确保恒力吊架位移偏差不是由于上下游支吊架缺陷引起的前提下，调整恒力吊架指针至冷热态设计位置。
6） 刚性支吊点失载
由于支吊架本身设计原因或上下游支吊架缺陷，导致刚性支吊点的全完失载，使其应当承受的载荷分担到其它吊点或设备端口，管道应力分布发生变化，影响管道正常使用及使用寿命，威胁机组的长期运行安全。
首先应当检查上下游支吊架是否存在过载、管道膨胀是否受阻等情况，在对检查情况进行核实及恢复后仍然存在失载情况的，应当通过增加垫板或调整吊杆的方式使之重新承载。
7） 受振动或水锤影响导致支吊架断裂或变形失效
在受到振动影响或水锤冲击后，管道支吊架极易产生变形甚至断裂，从而导致吊点本身出现异常，无法正常实现设计功能（承重、控制振动、承受冲击等），影响管道正常使用及使用寿命，威胁机组的长期运行安全。
发生该类缺陷后，首先应当分析原因，从根本上治理振动或防止水锤的发生，如果振动难以治理或水锤难以规避的，应当重新进行管道设计（增设阻尼器或改变管道设计）从而减小对支吊架的影响。在完成以上工作的基础上，再恢复支吊架或对该处支吊架进行适当补强。
5 结论
本文按照材料缺陷、安装缺陷和运行缺陷的分类，分析了常见的支吊架缺陷的产生原因和治理方法，然而，支吊架的缺陷往往不仅仅是该支吊架本身的问题，有可能是管系其他问题在支吊架上的反应。例如：某个支吊架抱箍断裂是由水击造成，某个支吊架出现卡涩是由于管道膨胀受限造成。因此，支吊架的问题往往是一个相对系统的问题，只有正确分析支吊架问题的原因，找到问题的根源，结合焊接、金属、振动测试、有限元模拟分析等一系列专业知识及经验，并结合现场实际情况（如安装空间、施工难度等），才能彻底解决好支吊架缺陷。
参考文献
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