管道支吊架管托結(jié)構(gòu)的設(shè)計和形式選用是管道系統(tǒng)設(shè)計中的一個重要組成部分,管托除支撐管道重量外,特制的管托可平衡管系作用力,限制管道位移和吸收震動,在管道系統(tǒng)設(shè)計時,正確選擇和布置結(jié)構(gòu)合理的管托,能夠改善管道的應(yīng)力分布和對管架的作用力,確保管道系統(tǒng)安全運行,并延長其使用壽命。 (2)在有集中荷載時,支架要布置在靠近荷載的地方,以減少偏心荷載和彎曲應(yīng)力。(3)在敏感設(shè)備(泵、壓縮機等)附近,應(yīng)設(shè)置支架,以防管道荷載作用于設(shè)備管嘴。(4)往復(fù)式壓縮機的吸入或排出管道以及其他有強烈振動的管道,宜單獨設(shè)置支架,支架生根于地面上的管墩、管架上并與建筑物隔離,以避免將振動傳遞到建筑物上。(5)除振動的管道外,應(yīng)盡可能利用建筑物、構(gòu)筑物的梁柱作為支架的生根點,且應(yīng)考慮生根點所能承受的荷載,生根點的構(gòu)造應(yīng)能滿足生根件的要求。(6)對于復(fù)雜的管道,尤其是需要作詳細應(yīng)力計算的管道,還應(yīng)根據(jù)應(yīng)力計算結(jié)果調(diào)整其支吊架的位置。(7)應(yīng)設(shè)在不妨礙管道與設(shè)備的連接和檢修的部位。(8)應(yīng)設(shè)在彎管和大直徑三通式分支管附近。(9)安全泄壓裝置出口管道應(yīng)根據(jù)需要,考慮是否設(shè)置支架。支吊架從限制性可分為3類:固定架、導(dǎo)向架和支托架(或單向止推架);支吊架從力學(xué)性能又可分為剛性支架和彈性支架。第一,剛性支架。從理論上說,剛性支架的剛度為無窮大,在外力荷載的作用下沒有變形,一般用在無垂直位移的地方。第二,彈性支架彈簧都具有一定的剛度,在外力荷載的作用下可以變形(位移)。彈簧支架在彈簧工作范圍內(nèi),管道有小的變形過程時,不會完全失去其分配荷載,從而控制荷載轉(zhuǎn)移量。彈簧支吊架一般用于管段在垂直方向有熱位移的場所,引起管道支點的變位,若該支點為剛性支吊架,將會妨礙管段的變位,或使管段脫離支吊架,致使管道產(chǎn)生過大的力和應(yīng)力。如果采用彈簧管托、管吊則不會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。第三,彈簧支吊架分為兩大類:可變彈簧支吊架和恒力彈簧支吊架??勺儚椈芍У跫艿奶匦允钱敼芟翟诖怪狈较虬l(fā)生位移后彈簧壓縮或伸長,支點受力發(fā)生變化,管系在支點處的荷載將重新分配給附近支點,一般常指定其荷載變化率范圍為25%。恒力彈簧支吊架是管系上下(垂直)位移時,其荷載不變,即它的荷載變化率在理論上為零,此類支吊架適用于垂直位移量較大的管系,或者荷載變化率要求嚴格的場合。對用恒力彈簧吊架支承的管道和設(shè)備,在發(fā)生位移時,亦可獲得恒定的支承力,因而不會給管道和設(shè)備帶來附加的力和應(yīng)力??杀苊夤艿老到y(tǒng)產(chǎn)生不利的力轉(zhuǎn)移,以保證管道及設(shè)備正常運行。(1)選用管道支吊架時,應(yīng)按照支承點所承受的荷載大小和方向、管道的位移情況、工作溫度、是否保溫或保冷以及管道的材質(zhì)等條件選用合適的支吊架。(2)設(shè)計時應(yīng)盡可能選用標準管托、管卡、管吊。焊接型的管托、管吊比卡箍型的管托、管吊節(jié)省鋼材且制作簡單和施工方便。因此,除下列情況外,應(yīng)盡量采用焊接型的管托和管吊:①管內(nèi)介質(zhì)溫度≥400℃的碳素鋼材質(zhì)的管道;②低溫管道;③合金鋼材質(zhì)的管道;④生產(chǎn)中需要經(jīng)常拆卸檢修的管道;⑤架空敷設(shè)且不易施工焊接的管道;⑥非金屬襯里管道。(3)防止管道過大的橫向位移和可能承受的沖擊荷載,以保證管道只沿著軸向位移,一般在下列條件的管道上設(shè)置導(dǎo)向管托:①安全閥出口的高速放空管道和可能產(chǎn)生振動的兩相流管道;②橫向位移過大影響鄰近管道;③固定支架之間的距離過長,可能產(chǎn)生橫向不穩(wěn)定時;④為防止法蘭和活接頭泄漏而要求不宜發(fā)生過大橫向位移的管道。(4)熱脹量超過100mm的架空敷設(shè)管道應(yīng)選用加長管托,以免管托落到管橋梁下。(5)支架生根在鋼質(zhì)設(shè)備上,若設(shè)備需熱處理時,應(yīng)給設(shè)備專業(yè)提供墊板委托。當設(shè)備為合金材質(zhì),墊板材料應(yīng)與設(shè)備材質(zhì)相同。(6)對于生根在設(shè)備或土建平臺上荷載較大的支架位置、標高和荷載應(yīng)事先與相關(guān)專業(yè)聯(lián)系。(7)凡需要限制管道位移量時,應(yīng)考慮設(shè)置限位架。(8)當垂直方向有位移時,可選彈簧支吊架;彈簧根據(jù)具體情況可用于并聯(lián)和串聯(lián)。(9)當管道在支承點有垂直位移且要求支承力的變化范圍在6%以內(nèi)時,管系應(yīng)采用恒力彈簧支吊架。(10)在管道支吊架通用圖中無法選出合適的支吊架時,可采取其它特殊形式支吊架。在整個管道工程的投資中,雖然支吊架系統(tǒng)所占的比例很少,但支吊架對整個管系的安全運行起著至關(guān)重要的作用;管道支吊架的設(shè)計與管系的應(yīng)力密切相關(guān),可以借助設(shè)置支吊架來限制某個方向的力或位移,從而使管系處于安全狀態(tài)。
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