化工管道支吊架設計的幾個要點
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摘 要：文章針對支吊架的布置及選用問題，首先對支吊架的常見種類展開介紹，分析影響其運行的安全因素，探討支吊架的選擇與管道位移的關系，最后介紹常用支吊架的選用原則。支吊架合理的設置才能保證管系的安全穩定，若管道存在位移問題，則需要在管道上設置限制性支架；若支吊架所承受的載荷較大，則需要專業人員對支吊架進行重新設計；若管道在垂直方向上可能會產生位移，則需要用彈簧支吊架。
關鍵詞：化工管道；支吊架設計
1 支吊架的常見種類
1.1 剛性支吊架
剛性支吊架僅限制管道一個方向的自由度，它常用于管道在支撐點無向上垂直熱位移和附加位移或支撐點有較小的向下位移和附加位移，但不會由此在管系中造成較大的管系力的情況下?？烧{剛性支吊架是其中的一種特殊型式，它可以在一定范圍內調整支吊架的高度，主要用于豎直方向有少量熱位移或附加位移的場合。
1.2 彈簧支吊架
彈簧支吊架可以分為可變彈簧支吊架和恒力彈簧支吊架，恒力彈簧支吊架的理論剛度為零，可變彈簧支吊架的理論剛度介于恒力彈簧和剛性支吊架之間，其數值等于彈簧產生單位變形所需要的力。使用可變彈簧支吊架會造成一定的荷載轉移，為防止過大的荷載轉移，可變彈簧支吊架的荷載變化率應控制在25%以下。恒力彈簧支吊架適用于管道支撐點垂直位移量較大或管系受力要求較苛刻的場合，它的恒定度應小于或等于6%，以保證支吊點發生位移時，支承力的變化很小。
1.3 限位支架
限位支架以限制和約束因熱脹而引起的管系位移為目的。當管系中的各點發生位移時，在管系中適當的設置限位支架，可以控制支撐點某些方向的位移，使管系的位移朝著有利于保護敏感設備或有利于熱補償的方向進行。固定支架限制管道支撐點三個方向的線位移和三個方向的角位移，導向支架限制管道支撐點兩個方向的線位移，止推支架限制管道支撐點一個方向的線位移。
2 化工管道常用支吊架的選用原則
?、偃缫蠊艿涝谌魏畏较蛏隙疾淮嬖谖灰疲藭r應選用的支吊架為固定支架，該類型支吊架的作用是在管道沿線的補償器中間，將管道所產生的熱伸長量進行平均，此時即可保障管道在支吊架上不再存在位移。但此種類型支吊架的受力相對較為復雜，在工作的過程中不但需要承受管道的自身重量，還需要對管道的軸向壓力進行補償；②如管道在熱脹冷縮的作用下，管道與支架之間會產生一定的位移，則需要使用活動支架，一般情況下可將活動支架分為滾動支吊架和滑動支吊架。這兩種類型支吊架的受力相對較為簡單，僅受管道與支吊架產生相對位移時的摩擦力，其應用范圍也較為廣泛，不但可用于存在位移的管道，也可用于不存在位移的管道；③如管道在軸向上存在位移，此時應在支吊架的兩端增設擋塊，從而使得管道在軸向位移的過程中，其自身位置不會過于偏離軸線，擋塊型鋼的選擇要根據軸向位移和推力的大小而定；④如管道在垂直方向上存在較大熱位移，或管道在使用中可能出現嚴重的熱脹冷縮現象，則需要選擇彈簧支吊架，當管道荷載超過一個彈簧支吊架的最大允許荷載時，可選用兩個或兩個以上相同型號的彈簧并聯安裝，每個彈簧承受的荷載應按并聯彈簧數平均分配。
3 設置支吊架的位置
3.1 導向支架位置的確定
?、偎阶呦蚬艿?，若距離較長，應根據管徑在適當位置設置導向支架；②不允許管道有徑向位移的位置，應設置導向支架；③管道波紋管和自身的π彎兩端，應設置導向支架；④立管長度較長時，外界自然風或管系內部介質流動會引起管道的震動，長期震動會造成管道焊口疲勞破壞，為避免這種情況的發生，應根據立管的長度和管徑大小，分段設置導向支架；⑤管道在走向改變的情況下，若走向改變處有較大熱位移，且和相鄰管道或結構等碰撞時，應在走向改變后適當位置設置導向支架；⑥對于復雜管系，尤其是需要做詳細應力計算的管系，應根據計算結果調整其支吊架的位置。
3.2 固定支架位置的確定
出于對管道柔性的考慮，一般情況下要慎重使用固定支架，確定管道固定支架位置時，應使其有利于兩固定點之間管段的自然補償，在下列情況下可以考慮使用固定支架：①選用π形補償器時，宜將其設置在兩固定支架的之間的合適位置；②固定支架宜靠近需要限制分支管位移的地方；③生根在地面的調節閥組等，在不妨礙熱補償的情況下，應在一端設固定支架；④對于復雜管系，為了滿足其柔性，可用固定支架將它劃分成幾個形狀較為簡單的管段；⑤固定支架應設置在需要承受管道振動、沖擊等載荷或需要限制管道多方向位移的地方；⑥在裝置分界處宜設固定支架。
4 結束語
因此，如要求支吊架上的管道處于完全固定狀態，則需要用固定支架；如管道在熱脹冷縮的作用下，管道與支架之間會產生一定的位移，則需要用活動支架；如管道在軸向方向上存在位移，則需要使用擋塊固定管道；如管道在垂直方向上存在較大的熱位移，此時則需要使用彈簧支吊架。具體選用哪種支吊架，應根據管系的情況合理設置。
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