https://gerb.com/technical-insights
info@gerb.com

Вязкостные виброгасители для снижения вибрации в трубопроводных системах на нефтехимическом заводе

Нефтехимическая компания из ближневосточного региона обратилась к компании GERB с просьбой помочь в снижении вибрации на одном из ее аминовых заводов.

Всего необходимо было решить проблемы в 4 блоках, где уровень вибрации превышал допустимые пределы (см. рис. 1). Проведенное клиентом внутреннее исследование показало, что в трубопроводе имеется поршневой поток, который вызывает действие неустранимых внутренних сил. Принимая во внимание такие ограничения, как большой размер трубопровода (36 дюймов), длинные вертикальные участки и то, что большинство опор соединено с сосудом высокого давления, изменение маршрута трубопровода или существующих опор было практически нецелесообразным. Трубопроводные виброгасители GERB являются хорошим решением таких проблем благодаря своим превосходным характеристикам модернизации и, как правило, высокому потенциалу снижения вибрации. Цель состояла в том, чтобы снизить уровень вибрации с «вызывающего озабоченность» до «приемлемого» в точках 6 и 7 на первом блоке установки (аналогичные, но немного другие точки имеются на других блоках).

Рис. 1 — Уровни вибрации в конкретных местах

Создание и симуляционное испытание модели

Клиент предоставил данные модели CEASAR II, которые были импортированы в Rohr2. На рис. 2 показан обзор трубопроводной системы, а на рис. 3 показана идея установки с виброгасителями.

Рис. 2 — Обзор трубопроводной системы

Для получения представления о воздействии проверялись различные конфигурации виброгасителей (например, по 2 или 4 виброгасителя на участок трубопровода). На рис. 3 показана система с 2 установленными виброгасителями.

См. в [1] подробное описание моделирования вязкостных виброгасителей или [2] подробное описание использования в области трубопроводов.

Рис. 3 — Модель Rohr2 с примерными конфигурациями виброгасителей

Результаты симуляционных испытаний

Сравнивались следующие конфигурации:

  1. Без виброгасителей
  2. С 2 виброгасителями
  3. С 4 виброгасителями (по 2 в каждом месте в тандемной конфигурации)

Видно, что существенное снижение вибрации может быть достигнуто для узлов 1010 и 1050, расположенных близко к местам установки виброгасителей. Для узла 1060, который находится дальше от места установки виброгасителей, эффект снижения вибрации уменьшается.

Табл. 1 — Результаты сравнения различных конфигураций гасителей в мм/с RMS

Выбор виброгасителей

Количество виброгасителей выбиралось с целью обеспечения наилучшего демпфирования в соответствии с местными условиями установки и возможностями поддержки:

 

  • Максимальные усилия на опорах не должны превышать 5 кН
  • Выбор подходящих точек для установки опор ограничен

На этом блоке было решено установить в общей сложности 4 виброгасителя среднего размера. Размер виброгасителя выбирался с целью снижения требований к необходимой прочности и жесткости местных опор. Также было принято решение установить виброгасители в так называемой тандемной конфигурации, чтобы уменьшить возможную величину крутящего момента на опорах и самом трубопроводе. На рис. 7 изображена схема такой установки.

Рис. 7 — Два виброгасителя в тандемной конфигурации на вертикальном участке трубопровода

Проектирование фрикционных зажимов

Клиент также попросил компанию GERB спроектировать и изготовить для этой тандемной конфигурации фрикционный зажим сложной конструкции. На этапе проектирования необходимо было учитывать такие аспекты, как способность выдерживать трение, тепловое расширение и защита от коррозии благодаря использованию нержавеющей стали для трубопроводов и углеродистой стали для зажимов. Ниже приведен сокращенный список требований:

 

  • 30-дюймовая труба из нержавеющей стали
  • Зажим из углеродистой стали в тандемной конфигурации
  • Температура рабочей жидкости 107 °C
  • Температура окружающей среды +5 °C … +55 °C
  • Все необходимые усилия виброгасителей должны передаваться через силы трения зажима
  • Все компоненты должны соответствовать необходимым требованиям по прочности согласно применимым стандартам и нормам
  • Полезные возможности установки на верхних уровнях завода

Для предотвращения контактной коррозии между зажимами и трубами была спроектирована вставка из нержавеющей стали. Сам зажим изготовлен из S355. Кроме того, конструкция соответствует вышеуказанным требованиям и при этом не является дорогой или сложной в установке.

Производство

Все производство виброгасителей и зажимов было выполнено в главном офисе компании GERB в Берлине (Германия). Мониторинг качества и документирование производства осуществлялись с использованием действующих стандартов и подробного Плана обеспечения качества (ПОК), согласованного с клиентом (см. рис. 8). Производство было осуществлено точно в срок, и оборудование было доставлено клиенту.

Рис. 8 — ПОК для производства виброгасителей

Монтаж и шефмонтаж

Процесс установки выполнялся в сотрудничестве с конечным клиентом. Кран и монтажный персонал были предоставлены клиентом. Сам процесс установки контролировался на месте опытным инженером GERB. В руководстве по качеству подробно описаны все необходимые этапы установки.

В качестве примера на рис. 9 и 10 показана страница из этого руководства по установке. [3] — ссылка на стандартное руководство GERB по установке виброгасителей. Для каждой системы устанавливаемых зажимов создается специальное руководство.

Рис. 9 — Ситуация после установки зажимов и распорок (выдержка из руководства по установке)
Рис. 10 — Пример установки одной резьбовой шпильки без контргайки (выдержка из руководства по установке)

Измерение/подтверждение

В табл. 2 показаны результаты на 4 блоках до и после установки виброгасителей. За исключением системы 2, которая с самого начала не вызывала беспокойства, во всех системах уровень проблемы удалось снизить с «вызывающего озабоченность» до «приемлемого». Среднее снижение вибрации составило от 60 % до 80 % при общем среднем значении 68 % (для систем 1, 3 и 4). Это примерно на 20 % больше, чем предполагалось при моделировании (в котором среднее снижение составило примерно 45 %).

Это высокое среднее значение снижения свидетельствует о правильности процессов проектирования, выбора, изготовления и установки виброгасителей.

Табл. 2 — Результаты измерения до/после

Заключение

Это тематическое исследование показывает, что вязкостные трубопроводные виброгасители могут очень эффективно снижать эксплуатационные вибрации в системах трубопроводов с поршневым потоком и другими подобными явлениями. Описанная система очень экономична и может устанавливаться без остановки работы завода. Это сокращает простои и связанные с этим дополнительные расходы.

Среднее снижение вибрации примерно на 68 % оказалось больше, чем было рассчитано при моделировании: это свидетельствует о некотором консерватизме в подходе к моделированию. В то же время это показывает, что проектирование и подготовка опорных точек были выполнены профессионально, что необходимо для достижения наилучших возможных характеристик виброгасителей. При проектировании виброгасителей и соединительных элементов учитывались все проектные параметры. Это еще раз подчеркивает, что моделирование и использование трубопроводных виброгасителей является практически целесообразным и экономичным способом снижения вибраций на нефтехимических заводах.

ССЫЛКИ

[1]           Описание частотно-зависимых характеристик вязкостно-упругих виброгасителей
Barutzki, GERB, декабрь 2006 г., pdf

 

[2]           Увеличение срока службы и безопасности трубопроводных систем с помощью вязкостных виброгасителей, для Middle East Static Convention 2018
Fischer, Barutzki, GERB, март 2018 г., pdf

 

[3]           Инструкции по транспортировке, монтажу, техническому обслуживанию и утилизации для всех типов трубопроводных виброгасителей
Fischer, Barutzki, GERB, апрель 2020 г., pdf

 

Просим вас без колебаний обращаться к нам по поводу вышеуказанных справочных материалов.

Поделиться этим постом

Другие ресурсы

Вам нужна дополнительная информация по этой теме?
Просим вас без колебаний обращаться к нам со своим вопросом.
Один из наших проектных инженеров свяжется с вами в ближайшее время.

    Вязкостные виброгасители для снижения вибрации в трубопроводных системах на нефтехимическом заводе

    Нефтехимическая компания из ближневосточного региона обратилась к компании GERB с просьбой помочь в снижении вибрации на одном из ее аминовых заводов.

    Всего необходимо было решить проблемы в 4 блоках, где уровень вибрации превышал допустимые пределы (см. рис. 1). Проведенное клиентом внутреннее исследование показало, что в трубопроводе имеется поршневой поток, который вызывает действие неустранимых внутренних сил. Принимая во внимание такие ограничения, как большой размер трубопровода (36 дюймов), длинные вертикальные участки и то, что большинство опор соединено с сосудом высокого давления, изменение маршрута трубопровода или существующих опор было практически нецелесообразным. Трубопроводные виброгасители Gerb являются хорошим решением таких проблем благодаря своим превосходным характеристикам модернизации и, как правило, высокому потенциалу снижения вибрации. Цель состояла в том, чтобы снизить уровень вибрации с «вызывающего озабоченность» до «приемлемого» в точках 6 и 7 на первом блоке установки (аналогичные, но немного другие точки имеются на других блоках).

    Рис. 1 — Уровни вибрации в конкретных местах

    Вязкостные виброгасители для снижения вибрации в трубопроводных системах на нефтехимическом заводе

    Нефтехимическая компания из ближневосточного региона обратилась к компании GERB с просьбой помочь в снижении вибрации на одном из ее аминовых заводов.

    Всего необходимо было решить проблемы в 4 блоках, где уровень вибрации превышал допустимые пределы (см. рис. 1). Проведенное клиентом внутреннее исследование показало, что в трубопроводе имеется поршневой поток, который вызывает действие неустранимых внутренних сил. Принимая во внимание такие ограничения, как большой размер трубопровода (36 дюймов), длинные вертикальные участки и то, что большинство опор соединено с сосудом высокого давления, изменение маршрута трубопровода или существующих опор было практически нецелесообразным. Трубопроводные виброгасители Gerb являются хорошим решением таких проблем благодаря своим превосходным характеристикам модернизации и, как правило, высокому потенциалу снижения вибрации. Цель состояла в том, чтобы снизить уровень вибрации с «вызывающего озабоченность» до «приемлемого» в точках 6 и 7 на первом блоке установки (аналогичные, но немного другие точки имеются на других блоках).

    Рис. 1 — Уровни вибрации в конкретных местах

    Создание и симуляционное испытание модели

    Клиент предоставил данные модели CEASAR II, которые были импортированы в Rohr2. На рис. 2 показан обзор трубопроводной системы, а на рис. 3 показана идея установки с виброгасителями.

    Рис. 2 — Обзор трубопроводной системы

    Для получения представления о воздействии проверялись различные конфигурации виброгасителей (например, по 2 или 4 виброгасителя на участок трубопровода). На рис. 3 показана система с 2 установленными виброгасителями. См. в [1] подробное описание моделирования вязкостных виброгасителей или [2] подробное описание использования в области трубопроводов.

    Рис. 3 — Модель Rohr2 с примерными конфигурациями виброгасителей

    Результаты симуляционных испытаний

    Сравнивались следующие конфигурации:

     

    1. Без виброгасителей
    2. С 2 виброгасителями
    3. С 4 виброгасителями (по 2 в каждом месте в тандемной конфигурации)

    Видно, что существенное снижение вибрации может быть достигнуто для узлов 1010 и 1050, расположенных близко к местам установки виброгасителей. Для узла 1060, который находится дальше от места установки виброгасителей, эффект снижения вибрации уменьшается.

    Табл. 1 — Результаты сравнения различных конфигураций гасителей в мм/с RMS

    Выбор виброгасителей

    Количество виброгасителей выбиралось с целью обеспечения наилучшего демпфирования в соответствии с местными условиями установки и возможностями поддержки:

     

    • Максимальные усилия на опорах не должны превышать 5 кН
    • Выбор подходящих точек для установки опор ограничен

    На этом блоке было решено установить в общей сложности 4 виброгасителя среднего размера. Размер виброгасителя выбирался с целью снижения требований к необходимой прочности и жесткости местных опор. Также было принято решение установить виброгасители в так называемой тандемной конфигурации, чтобы уменьшить возможную величину крутящего момента на опорах и самом трубопроводе. На рис. 7 изображена схема такой установки.

    Рис. 7 — Два виброгасителя в тандемной конфигурации на вертикальном участке трубопровода

    Проектирование фрикционных зажимов

    Клиент также попросил компанию GERB спроектировать и изготовить для этой тандемной конфигурации фрикционный зажим сложной конструкции. На этапе проектирования необходимо было учитывать такие аспекты, как способность выдерживать трение, тепловое расширение и защита от коррозии благодаря использованию нержавеющей стали для трубопроводов и углеродистой стали для зажимов. Ниже приведен сокращенный список требований:

     

    • 30-дюймовая труба из нержавеющей стали
    • Зажим из углеродистой стали в тандемной конфигурации
    • Температура рабочей жидкости 107 °C
    • Температура окружающей среды +5 °C … +55 °C
    • Все необходимые усилия виброгасителей должны передаваться через силы трения зажима
    • Все компоненты должны соответствовать необходимым требованиям по прочности согласно применимым стандартам и нормам
    • Полезные возможности установки на верхних уровнях завода

    Для предотвращения контактной коррозии между зажимами и трубами была спроектирована вставка из нержавеющей стали. Сам зажим изготовлен из S355. Кроме того, конструкция соответствует вышеуказанным требованиям и при этом не является дорогой или сложной в установке.

    Производство

    Все производство виброгасителей и зажимов было выполнено в главном офисе компании GERB в Берлине (Германия). Мониторинг качества и документирование производства осуществлялись с использованием действующих стандартов и подробного Плана обеспечения качества (ПОК), согласованного с клиентом (см. рис. 8). Производство было осуществлено точно в срок, и оборудование было доставлено клиенту.

    Рис. 8 — ПОК для производства виброгасителей

    Монтаж и шефмонтаж

    Процесс установки выполнялся в сотрудничестве с конечным клиентом. Кран и монтажный персонал были предоставлены клиентом. Сам процесс установки контролировался на месте опытным инженером GERB. В руководстве по качеству подробно описаны все необходимые этапы установки.

    В качестве примера на рис. 9 и 10 показана страница из этого руководства по установке. [3] — ссылка на стандартное руководство GERB по установке виброгасителей. Для каждой системы устанавливаемых зажимов создается специальное руководство.

    Рис. 9 — Ситуация после установки зажимов и распорок (выдержка из руководства по установке)
    Рис. 10 — Пример установки одной резьбовой шпильки без контргайки (выдержка из руководства по установке)

    Измерение/подтверждение

    В табл. 2 показаны результаты на 4 блоках до и после установки виброгасителей. За исключением системы 2, которая с самого начала не вызывала беспокойства, во всех системах уровень проблемы удалось снизить с «вызывающего озабоченность» до «приемлемого». Среднее снижение вибрации составило от 60 % до 80 % при общем среднем значении 68 % (для систем 1, 3 и 4). Это примерно на 20 % больше, чем предполагалось при моделировании (в котором среднее снижение составило примерно 45 %).

    Это высокое среднее значение снижения свидетельствует о правильности процессов проектирования, выбора, изготовления и установки виброгасителей.

    Табл. 2 — Результаты измерения до/после

    Заключение

    Это тематическое исследование показывает, что вязкостные трубопроводные виброгасители могут очень эффективно снижать эксплуатационные вибрации в системах трубопроводов с поршневым потоком и другими подобными явлениями. Описанная система очень экономична и может устанавливаться без остановки работы завода. Это сокращает простои и связанные с этим дополнительные расходы.

    Среднее снижение вибрации примерно на 68 % оказалось больше, чем было рассчитано при моделировании: это свидетельствует о некотором консерватизме в подходе к моделированию. В то же время это показывает, что проектирование и подготовка опорных точек были выполнены профессионально, что необходимо для достижения наилучших возможных характеристик виброгасителей. При проектировании виброгасителей и соединительных элементов учитывались все проектные параметры. Это еще раз подчеркивает, что моделирование и использование трубопроводных виброгасителей является практически целесообразным и экономичным способом снижения вибраций на нефтехимических заводах.

    Создание и симуляционное испытание модели

    Клиент предоставил данные модели CEASAR II, которые были импортированы в Rohr2. На рис. 2 показан обзор трубопроводной системы, а на рис. 3 показана идея установки с виброгасителями.

    Рис. 2 — Обзор трубопроводной системы

    Для получения представления о воздействии проверялись различные конфигурации виброгасителей (например, по 2 или 4 виброгасителя на участок трубопровода). На рис. 3 показана система с 2 установленными виброгасителями.

    Рис. 3 — Модель Rohr2 с примерными конфигурациями виброгасителей

    Результаты симуляционных испытаний

    Сравнивались следующие конфигурации:

    1. Без виброгасителей
    2. С 2 виброгасителями
    3. С 4 виброгасителями (по 2 в каждом месте в тандемной конфигурации)

    Видно, что существенное снижение вибрации может быть достигнуто для узлов 1010 и 1050, расположенных близко к местам установки виброгасителей. Для узла 1060, который находится дальше от места установки виброгасителей, эффект снижения вибрации уменьшается.

    Табл. 1 — Результаты сравнения различных конфигураций гасителей в мм/с RMS

    Выбор виброгасителей

    Количество виброгасителей выбиралось с целью обеспечения наилучшего демпфирования в соответствии с местными условиями установки и возможностями поддержки:

    • Максимальные усилия на опорах не должны превышать 5 кН
    • Выбор подходящих точек для установки опор ограничен

    На этом блоке было решено установить в общей сложности 4 виброгасителя среднего размера. Размер виброгасителя выбирался с целью снижения требований к необходимой прочности и жесткости местных опор. Также было принято решение установить виброгасители в так называемой тандемной конфигурации, чтобы уменьшить возможную величину крутящего момента на опорах и самом трубопроводе. На рис. 7 изображена схема такой установки.

    Рис. 7 — Два виброгасителя в тандемной конфигурации на вертикальном участке трубопровода

    Проектирование фрикционных зажимов

    Клиент также попросил компанию GERB спроектировать и изготовить для этой тандемной конфигурации фрикционный зажим сложной конструкции. На этапе проектирования необходимо было учитывать такие аспекты, как способность выдерживать трение, тепловое расширение и защита от коррозии благодаря использованию нержавеющей стали для трубопроводов и углеродистой стали для зажимов. Ниже приведен сокращенный список требований:

    • 30-дюймовая труба из нержавеющей стали
    • Зажим из углеродистой стали в тандемной конфигурации
    • Температура рабочей жидкости 107 °C
    • Температура окружающей среды +5 °C … +55 °C
    • Все необходимые усилия виброгасителей должны передаваться через силы трения зажима
    • Все компоненты должны соответствовать необходимым требованиям по прочности согласно применимым стандартам и нормам
    • Полезные возможности установки на верхних уровнях завода

    Для предотвращения контактной коррозии между зажимами и трубами была спроектирована вставка из нержавеющей стали. Сам зажим изготовлен из S355. Кроме того, конструкция соответствует вышеуказанным требованиям и при этом не является дорогой или сложной в установке.

    Производство

    Все производство виброгасителей и зажимов было выполнено в главном офисе компании GERB в Берлине (Германия). Мониторинг качества и документирование производства осуществлялись с использованием действующих стандартов и подробного Плана обеспечения качества (ПОК), согласованного с клиентом (см. рис. 8). Производство было осуществлено точно в срок, и оборудование было доставлено клиенту.

    Рис. 8 — ПОК для производства виброгасителей

    Монтаж и шефмонтаж

    Процесс установки выполнялся в сотрудничестве с конечным клиентом. Кран и монтажный персонал были предоставлены клиентом. Сам процесс установки контролировался на месте опытным инженером GERB. В руководстве по качеству подробно описаны все необходимые этапы установки.

    В качестве примера на рис. 9 показана страница из этого руководства по установке. [3] — ссылка на стандартное руководство GERB по установке виброгасителей. Для каждой системы устанавливаемых зажимов создается специальное руководство.

    Рис. 9 — Ситуация после установки зажимов и распорок (выдержка из руководства по установке)
    Рис. 10 — Пример установки одной резьбовой шпильки без контргайки (выдержка из руководства по установке)

    Измерение/подтверждение

    В табл. 2 показаны результаты на 4 блоках до и после установки виброгасителей. За исключением системы 2, которая с самого начала не вызывала беспокойства, во всех системах уровень проблемы удалось снизить с «вызывающего озабоченность» до «приемлемого». Среднее снижение вибрации составило от 60 % до 80 % при общем среднем значении 68 % (для систем 1, 3 и 4). Это примерно на 20 % больше, чем предполагалось при моделировании (в котором среднее снижение составило примерно 45 %).

    Это высокое среднее значение снижения свидетельствует о правильности процессов проектирования, выбора, изготовления и установки виброгасителей.

    Табл. 2 — Результаты измерения до/после

    Заключение

    Это тематическое исследование показывает, что вязкостные трубопроводные виброгасители могут очень эффективно снижать эксплуатационные вибрации в системах трубопроводов с поршневым потоком и другими подобными явлениями. Описанная система очень экономична и может устанавливаться без остановки работы завода. Это сокращает простои и связанные с этим дополнительные расходы.

    Среднее снижение вибрации примерно на 68 % оказалось больше, чем было рассчитано при моделировании: это свидетельствует о некотором консерватизме в подходе к моделированию. В то же время это показывает, что проектирование и подготовка опорных точек были выполнены профессионально, что необходимо для достижения наилучших возможных характеристик виброгасителей. При проектировании виброгасителей и соединительных элементов учитывались все проектные параметры. Это еще раз подчеркивает, что моделирование и использование трубопроводных виброгасителей является практически целесообразным и экономичным способом снижения вибраций на нефтехимических заводах.

    ССЫЛКИ

    [1]           Описание частотно-зависимых характеристик вязкостно-упругих виброгасителей
    Barutzki, GERB, декабрь 2006 г., pdf

     

    [2]           Увеличение срока службы и безопасности трубопроводных систем с помощью вязкостных виброгасителей, для Middle East Static Convention 2018
    Fischer, Barutzki, GERB, март 2018 г., pdf

     

    [3]           Инструкции по транспортировке, монтажу, техническому обслуживанию и утилизации для всех типов трубопроводных виброгасителей
    Fischer, Barutzki, GERB, апрель 2020 г., pdf

     

    Просим вас без колебаний обращаться к нам по поводу вышеуказанных справочных материалов.

    ССЫЛКИ

    [1]           Описание частотно-зависимых характеристик вязкостно-упругих виброгасителей
    Barutzki, GERB, декабрь 2006 г., pdf

    [2]           Увеличение срока службы и безопасности трубопроводных систем с помощью вязкостных виброгасителей, для Middle East Static Convention 2018
    Fischer, Barutzki, GERB, март 2018 г., pdf

    [3]           Инструкции по транспортировке, монтажу, техническому обслуживанию и утилизации для всех типов трубопроводных виброгасителей
    Fischer, Barutzki, GERB, апрель 2020 г., pdf

    Просим вас без колебаний обращаться к нам по поводу вышеуказанных справочных материалов.

    Поделиться этим постом

    Поделиться этим постом

    Другие ресурсы

    Вам нужна дополнительная информация по этой теме?
    Просим вас без колебаний обращаться к нам со своим вопросом.
    Один из наших проектных инженеров свяжется с вами в ближайшее время.

      Другие ресурсы

      Вам нужна дополнительная информация по этой теме?
      Просим вас без колебаний обращаться к нам со своим вопросом.
      Один из наших проектных инженеров свяжется с вами в ближайшее время.

        Scroll to Top
        Пролистать наверх