在刚开始运行的某工厂，浙江至德钢业有限公司技术人员发现某40＂高压蒸汽管道错误设计选用了不锈钢管道材料，造成高压蒸汽管道在运行时每几十米起一个上拱形翘空。厂内维护人员和原设计人以为支吊架设计错误，把原管托修改成了倒钩形想限制上拱，但最后把结构横梁顶弯了也没有限制住高压管道的热拱。


  其实这种现象管道应力分析无问题，原自然补偿弯布置和支吊架设计没有问题，修改成倒钩形支架无法解决根本问题。


  浙江至德钢业有限公司技术人员通过分析这个高压蒸汽管道热拱应力问题主要由以下原因引起：


   ①. 管道材料错误设计选用了不锈钢；


  ②. 操作人员开工时送的蒸汽温度偏低，这根高压蒸汽管道配套的疏水阀不合格，造成高压蒸汽管道内产生的冷凝水排出不畅通，造成40”管子的底部比顶部低100℃，这也是造成这根高压蒸汽管道拱起的原因。


  一般情况下管道内介质通过管道截面时是均温的，但是有时管道横截面上温度的分布是不均匀的。水平管道的上表面温度高于下表面的温度，管道同一个段上下部的热膨胀是不同的，就产生了热拱（Thermal Blowing）现象。热拱使管道产生相当大的弯曲位移，可能导致管道支架失效、材料疲劳破坏、管道阀门法兰泄漏、结构框架超载等情况。


  管道布置设计热拱问题可参考《管道应力分析与工程应用》一书。