管道的振动和噪声问题对工业生产及居民生活产生了不利影响。首先简要分析了管道振动机理的研究现状,从动力吸振技术以及管道的结构、材料两个角度出发,对目前主要的管道振动控制技术进行了重点阐述,最后对未来的研究工作进行了展望。

为研究管道振动对涡街流量计测量的影响,以国内普遍使用的应力式涡街流量计为研究对象,在气体流量管道振动试验装置上,流量范围35 m3/h~145 m3/h内,分别在不同管道振动加速度（0.05 g、0.1 g、0.2 g、0.5 g、1 g）、频率（40 Hz、100 Hz、200 Hz）、垂直和水平方向上进行了一系列管道振动试验。通过对不同管道振动情况下的涡街流量计仪表系数误差分析发现,涡街仪表系数误差随管道振动加速度的增加而变大,抗振性能较差;相同振动加速度下,仪表系数误差随流量增大有减小趋势,小流量下对管道振动尤为敏感;同一振动加速度下,仪表系数误差随管道振动频率增大而减小;水平方向管道振动较之垂直方向仪表系数误差更小,抗振性能更好。

为了解决某石化企业柱塞泵入口管线的振动问题,研究了阻尼减振技术。在测量振动管道的布置参数后,用ANSYS建立管道模型并进行模态分析,结合现场管道的振动情况,找出管道振动的原因,并提出解决方案;进一步运用SAP2000进行阻尼减振模拟仿真,提出了优化方案。在柱塞泵不停机、管道结构不改变的情况下,按指定方案安装阻尼器后,柱塞泵入口管线的最大振幅由1 175μm降到了132μm,降幅高达89%。改造后的管线所有测点振动幅值降幅都超过了70%,且处于安全范围之内,实现了整个机组长期稳定运行。

和传统被动减振技术相比,阻尼减振具有高稳定性、优越的可控性,机械设备运行过程中的振动能量可转换为其他形式能量耗散,达到减振的目的。本文针对山东某石化公司富气压缩机出口管线振动过大问题,运用ANSYS模态分析并结合现场振动情况分析得到管线振动原因,通过阻尼减振原理分析阻尼减振的可实施性,并利用SAP2000阻尼减振仿真计算提出解决管线振动的最优方案。运用阻尼减振技术,结合现场管线走向情况,在不改变原有框架结构以及不停机的基础上,安装作者专利产品蜂窝型阻尼器。现场安装阻尼器后,富气压缩机出口管线振动幅值符合美国普渡振动标准,阻尼减振降幅达到60%以上,最大降幅达到94.2%,消除了疲劳振动等安全隐患,实现了整个机组的安全运行。此外,框架平台振动降幅达到60%以上,说明阻尼减振有利于化工设备平台的稳定性。

对往复式压缩机管道振动的相关问题进行研究时常会用到各种标准文件,对与振动相关的国际标准、国外标准和国内标准进行了介绍,这些标准的应用范围涵盖了管路设计阶段、改造分析阶段、压缩机机体、压缩机管路、管内气流脉动等,对部分相关标准作了对比分析,对最常用标准作了说明并介绍了一具体工程案例,归纳概括的各标准对该问题分析有一定指导作用和借鉴意义。

振动问题严重影响着压缩机管路系统的长周期安全运行。针对往复式压缩机管道振动问题,基于ANSYS有限元分析软件对振动剧烈的管路进行流体压力脉动计算与流固耦合模态分析。结果表明,诱发管路振动的主要原因是流体压力脉动频率和管道机械固有频率均落在了压缩机激振频率共振区内,增加防震管托的解决方案可以在一定程度上减弱管道振动,经对比不同约束位置的模态分析结果,确定了最合理的约束位置。