压力管道的设计及弹簧支吊架的选用

发布日期：2020-04-11 作者：盐城华天电力设备制造有限公司点击：

随着现代化技术的不断革新，国家大力发展公共设施建设项目，油田建设、大兴水利、天然气工程等，压力管道成为最常见设备之一，其承担着输送易燃易爆能源、放射性及高腐蚀性物资的重大任务。压力管道的安全与质量问题也成为从设计、安装、维护到使用等各个环节所有相关部门都关注的重点防范问题，但其生产和使用过受到各种荷载因素的影响，加之自身应力的原因，使得压力管道事故频频发生，成为重大公共安全隐患，其也是国家相关安全监督管理项目之一当压力管道受热膨胀和遇冷收缩时，产生的位移荷载将对与其相连的设备或土建结构产生作用力，同时设备或土建结构也将反作用力于管道，并在管道中引起应力。当管道系统刚度较大时，这种推力和应力会很大，并可能影响到设备或管道的正常运行，甚至导致设备、管道或土建结构的破坏，因此必须使管道系统具有足够的柔性。 l 管道柔性设计的目的和方法管道的柔性反映管道变形的难易程度，它表示管道通过自身变形来吸收热胀、冷缩和其他位移变形的能力。

弹簧支吊架

1.1 目的柔性设计的目的是保证管道在设计条件下具有足够柔性，防止管道因热胀、冷缩、端点附加位移、管道支撑设置不当等原因造成下列问题： (1)管道应力过大或金属疲劳引起管道破坏。 (2)管道连接处产生泄漏。 (3)管道推力或力矩过大，使与其相连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备的正常运行。(4)管道的推力或力矩过大引起管道支吊架破坏。

1.2 设计方法在现今管道设计中，增加管道柔性的措施主要有：改变管道走向(竹弯 )、选用波纹管膨胀节和弹簧支吊架。 (1)如果条件允许，首先应考虑采用改变管道走向和弹簧支吊架的方法来改变管道柔性。 (2)一般而言，当两固定点位置一定时，可通过增加管系长度和弯头数量来增加管道柔性。 (3)当管系在某一方向的刚度过大时，增加与其垂直方向的管道长度可减小管系刚度。 (4)选用弹簧支吊架允许支吊点处存在垂直位移，从而将约束放松，增加管系的柔性。 (5)当管径较粗、场地受限且所需补偿量较大时，可考虑采用波纹管膨胀节来增加管道柔性。但波纹管膨胀节制造较复杂，且价格较高，适用于低压大直径管道。同时波纹管膨胀节往往成为管道中的薄弱环节，应尽量避免采用。在当前的管道设计方法中，增加弹簧支吊架成为改变管道柔性的一种常用手段。在进行管道柔性设计时，保证管道具有足够柔性来吸收变形的前提下，还应注意避免使管系过分柔软，这不但可以避免管系产生振动，还可以节约投资。

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2 弹簧支架的设计管道垂直热位移较大时 ,会导致刚性支架脱空，难以起到支吊架的作用；或者由于热障力过大造成管道应力和设备受力超标或直接导致支架点受力过大使支架结构难以承受。由于弹簧支吊架既能承重，又能吸收管道的垂直位移，从而可以避免支架脱空和热涨力过大的问题，增加管道的柔性。 2.1弹簧支架的常用类型目前弹簧支吊架主要分为两类：可变弹簧支吊架和恒力弹簧支吊架。 2.1.1 可变弹簧支吊架产品出厂时对安装荷载进行预定位，在操作工况下弹簧荷载随位移发生变化。根据安装型式分为 A、B、C、D、E、F、G七种类型： A／B／C型统称为悬吊型支吊架如图 1，弹簧上端通过吊杆与生根结构相连，下端采用松紧螺母和吊杆与管道连接。主要运用于管道上部与支架之间有足够空间安放弹簧与吊杆的场合。此类支架能解决垂直位移外，还能有效释放轴向位移。由于安装空间需求较大，需视使用条件进行选择。