化工管道支吊架设计要点探究

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1、化工管道支吊架设计要点探究【摘要】管道支吊架系统是管道设计的一个组成部分，对整个管系的安全运行作用深远，本文从支吊架的类型出发，重点探讨了支吊架的选用原则和布置要点，并以塔出口管道的设计为例，阐述了可变弹簧支吊架在其中的应用，有一定借鉴意义。【关键词】支吊架；化工管道；设计管道支吊架系统是管道设计的一个组成部分，虽然其在整个石油化工装置的投资中所占比例较小，但支吊架对整个管系的安全运行作用深远。支吊架的设计与管系的应力密切相关，支吊架设计不当，有可能导致管道一次应力超标，此外，通过支吊架设计，可以有效地控制管道的变形，减小管道二次应力和管道对设备的推力，从而确保管道与设备处于安全运行状态。

2、基于此，搞好化工管道支吊架设计，意义深远。1•化工管道支吊架类型概述1.1承重支吊架承重支吊架的作用主要在于对管道重量及其他方面的持续性负荷起到一个支撑的作用，在管道系统中合理地布设承重支吊架，能有效预防管道因负荷超出承受范围而出现破损的现象，进而对管道及相关装置的安全起到很好的保护作用。承重支吊架又可进一步细分为刚性支吊架、可调刚性支吊架、可变弹簧支吊架以及恒力弹簧支吊架四类。1.2限制性支架限制性支架主要用于限制管道系统出现的位移变化。石油化工装置通常具有高温高压的生产条件，运行过程中在热力的影响作用下，一定程度的位移在所难免，对确保系统的安全性极为不利。根据使用效果的不同，限制性支架

3、可分为固定支架、导向支架和止推支架等三种，在不同要求下使用不同的支架，可以起到很好的作用，如在不允许出现位移的地方采用固定支架，能很好地限制管道支撑点各个方向的线位移和角位移，为导向支架的作用主要是限制管道横向位移，止推支架的作用与导向支架相反，主要是用于限制管道纵向位移。1.3防振支架管道在运行过程中会出现一定的振动现象，不可避免，防振支架的主要作用就是用于控制管道的振动，这种振动包括往复式机泵进出口管道或由水击、地震、安全阀排出反力引发的各种管道振动。防振支架又可进一步细分为防振管卡和阻尼减振器两类。2•化工管道支吊架选用原则2.1管道支吊架的选择应着重考虑如下几大方面支撑点所承受的荷

4、载大小及方向、管道位移情况、管道材质、工作温度、是否保温或保冷，等等。在设计中应优先考虑选用标准管卡、管托及管吊。在以下几种特殊情况下可选用其他特殊型式管托及管吊：(1)管内介质温度》40(rc的碳素钢材质的管道；(2)输送冷冻介质的管道；(3)生产中需要经常拆卸检修的管道；(4)合金钢材质的管道；(5)架空敷设且不易施工焊接的管道。2.2为预防管道横向位移过大及产生的振动，确保管道只沿轴向位移，一般如下几种情况的管道会在设计中设置导向管托(1)安全阀出口的高速放空管道；(2)可能产生振动的两相流管道；(3)横向位移过大可能会对临近管道造成影响的管道；(4)固定支架距离过长而可能导致横向不

5、稳定的管道；(5)为防止法兰及活接头泄露而限制横向位移的管道;(6)为防止振动而出现过大的横向位移的管道。2.3对于架空敷设管道，其热胀量＞100mm情况下，为避免管托落到管架梁下，设计中应选用加长管托为宜2.4当支架生根在钢质设备上时，所用垫板应按设备外形成型在碳钢设备壁厚＞38mm情况下，应取得设备专业的同意;当支架生根在合金设备上时，垫板材料应与设备材料相同，并应取得设备专业的同意。2.5在以下工况,应选可变弹簧(1)当管道在支承点处有向上垂直位移，使支架失去其承载功能，该荷载的转移将造成邻近支架超过其承载能力或造成管道跨距超过其最大允许值的情况；(2)当管道在支承点处有向下的垂直位

6、移，而选用一般刚性支架将阻扌当管道位移的情况；(3)在一个弹簧的变形量难以满足设计要求的情况下，可选用两个弹簧串联安装，且两个弹簧应承受相同荷载，总位移量按每个弹簧的最大压缩量的比例进行分配;(4)当实际荷载大于一个弹簧的最大允许荷载时，可并联安装22个的相同型号的弹簧，并按所选用的弹簧数量平均分配荷载。2.6当管道在支承点有垂直位移且要求支承力的变化范围在8%以内时，应采用恒力弹簧支架3•管道支吊架的布置要点管道设计人员在进行管道设计时，应同时考虑好支吊架的位置及设置，保证其设置的可行性、合理性以及经济性，化工管道支吊架的位置设置要点具体如下：3.1管道支吊架间距的确定管道支吊架设置应满

7、足管道最大允许跨度要求，应按管道的强度条件及刚度条件计算决定水平管道支吊架最大间距，以较小值作为参照标准。所谓强度条件，是控制管道自重弯曲应力不应该超过设计温度下材料许用应力的一半。所谓刚度条件，则是指限制管道自重产生的弯曲挠度，一般情况下，管道设计装置内挠度