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劉旭光
1 引言
儀表的設(shè)計(jì)選型是否科學(xué)，能否滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，并且使用是否適當(dāng)，是每一名儀表工作者在實(shí)際工作中應(yīng)該考慮的問(wèn)題，如果對(duì)熱電阻的選型設(shè)計(jì)和使用出現(xiàn)失誤，往往會(huì)帶來(lái)很大損失或嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常操作。本文對(duì)在實(shí)際工作中出現(xiàn)的一起熱電阻損壞事故進(jìn)行了分析，提出了具體的注意事項(xiàng)。
2 具體案例
大慶石化公司水氣廠第一循環(huán)水場(chǎng)是為乙烯化工區(qū)提供工業(yè)循環(huán)水的專業(yè)水處理裝置，其中的供水溫度是一個(gè)很重要的控制指標(biāo)，如果循環(huán)水的溫度過(guò)高就有可能造成化工廠大型機(jī)組聯(lián)鎖跳車，如果水溫過(guò)低就會(huì)帶來(lái)很大的制水成本，因此對(duì)水溫的控制是很嚴(yán)格的。在一次裝置檢修開(kāi)車過(guò)程中，出現(xiàn)了6個(gè)熱電阻在裝置投水開(kāi)車的過(guò)程中一次全部折斷的事故。
3 熱電阻保護(hù)套管在管道中的基本受力分析
3.1 投水瞬間的受力分析
假設(shè)熱電阻保護(hù)套管的半徑為R、插入深度為L、流體在管道內(nèi)的壓力為P，為分析方便起見(jiàn)，假設(shè)此時(shí)水流是滿管狀態(tài)，則熱電阻保護(hù)套管的安裝圖和截面受力圖分別如圖1和圖2所示。
在管道投水的瞬間，保護(hù)套管的插入部分正面單向受力，如圖2的上圖所示，從而形成了保護(hù)套管繞其與管道結(jié)合點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩受力系統(tǒng)。設(shè)其最小受力單元為dx、最小受力力矩單元為dm，可以推導(dǎo)出插入部分承受的力矩M如下：
3.2 投水平穩(wěn)后的受力分析
此時(shí)的受力分析如圖3所示，在投水平穩(wěn)即正常運(yùn)行后，保護(hù)套管的正面和背面均處于受壓狀態(tài)，但由于保護(hù)套管阻力的原因造成了一定的壓力損失，使得正面的壓力大于背面的壓力，假設(shè)這一壓差大小為ΔP，則通過(guò)公式(1)不難推算出保護(hù)套管此時(shí)受到的轉(zhuǎn)力矩大小：
3.3 選擇和使用熱電阻過(guò)程的注意事項(xiàng)
(1) 插入深度一定要適當(dāng)。從公式(1)和公式(2)中可以看出，當(dāng)插入深度增加時(shí)，保護(hù)套管的受力成平方倍增加，因此在能夠滿足熱電阻與被測(cè)介質(zhì)必要的接觸面積后，應(yīng)盡可能減少插入深度，以便延長(zhǎng)熱電阻的使用壽命。
(2) 在保證合理的保護(hù)套管強(qiáng)度下，優(yōu)化選取保護(hù)套管的直徑。從公式(1)和公式(2)中可以看出，當(dāng)保護(hù)套管的直徑增加時(shí)，套管的受力成線性增加，因此在選取套管直徑的時(shí)候，既要合理的保證套管的強(qiáng)度，同時(shí)又要盡可能的減少套管直徑，以減少套管的受力。但是往往人們存在一個(gè)誤區(qū)，即增加套管的直徑有利于提高套管的強(qiáng)度卻忽略了同時(shí)也成倍地提高了套管的受力。
(3) 系統(tǒng)開(kāi)工投料時(shí)，避免管線上的閥門突然全開(kāi)。從公式(1)中可以看出，在剛投料開(kāi)閥的瞬間，保護(hù)套管是單向受力并且是很大的，此種情況雖然無(wú)法避免，但在開(kāi)工過(guò)程中，應(yīng)使閥門比較緩慢的開(kāi)啟，系統(tǒng)壓力緩慢增加，使得套管的正面和背面同時(shí)受壓，減少轉(zhuǎn)矩。此種情況也往往被人們所忽略。
4 結(jié)語(yǔ)
一般的教科書或產(chǎn)品選型樣本對(duì)熱電阻的選型有一定的介紹，如時(shí)間常數(shù)、抗震性能、耐壓范圍等，但對(duì)其在流體中的受力狀況、選型的定性分析及開(kāi)工中應(yīng)注意的事項(xiàng)卻沒(méi)有提及到，本文通過(guò)一具體實(shí)例，對(duì)這一內(nèi)容起到了一定的彌補(bǔ)作用，希望可對(duì)儀表工作者的選擇和使用熱電阻工作起到一定的指導(dǎo)作用。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)