管道振动分析技术：机械振动和流致振动

管道振源

机械导致的振动分析

机械导致的管道振动主要有两种原因：

• 通过管嘴直接传到管道；

• 通过安装在橇装设备上的支撑或刚度低的基础传到管道上。

如果转动设备动平衡差，它的振动频率是旋转轴的转动频率；如果转动设备没有牢固固定在基础上，比如有某个螺栓没有固定好，它也会以旋转轴的频率振动；如果设备振动频率接近管道固有频率，管道发生振动，同时会放大泵或压缩机的机械振动。

激发频率：

分析时，确定主要振动频率和振动方向后进行管道结构谐响应分析，并进行评价。

流致振动分析

主要内容：确定流体激振频率、激振力。

往复机、离心机出口的压力脉动

泵、压缩机以平均压力P输送流体，当叶片通过出口管嘴或活塞完成一个冲程，下游流体会出现一个正弦压力波动dP。连续排出的流体导致周期的压力P+dP沿着管子向下游传播，在方向改变或横截面变化的位置产生一个不平衡力。通常，离心机产生的力很小，除非管道柔性较大，一般不会导致管道明显振动，但对于往复机，将会产生明显的振动。

压力脉动频率

注：RPM为每分钟的转数；CPM为每分钟活塞完成冲程的个数。

分支处的湍流：

在流体剪切层，靠近壁面的流体流速低、远离壁面的流体流速高，在分支处流体剥离，形成涡流。涡流对支管内的流体产生周期性挤压，从而引起管道振动。涡流引起的压力波动也可能引起安全阀打开。

仪表套管等障碍物处的湍流：

来源：四川麦克斯乐科技有限公司