弹簧支吊架的选用及设计

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1、DOI:10.15910/j.cnki.1007-6247.2010.05.0032010,20(5)刘辉弹簧支吊架的选用及设计23弹簧支吊架的选用及设计＊刘辉中国石化集团洛阳石化工程公司洛阳471003摘要详细描述和说明管道设计中弹簧支吊架的选用及设计,重点阐述弹簧支吊架的分类、结构、类型和选型等。指出设计和施工中应注意的问题。关键词管道设计弹簧支吊架位移荷载1概述在石油化工装置的管道设计时,不仅要考虑满足工艺流程的要求,还要考虑设备、管道及其组成件的受力状况和管道应力分析,以保证装置长周期安全运转。在管道应力分析中,正确设计弹簧支吊架是一

2、项重要的工作。弹簧支吊架选型正确,布置合理,不仅使所设计的管系美观,而且能确保管道和设备安全、装置开车成功和长周期运行。2分类、结构、类型和选型图1可变弹簧吊架的典型结构可变弹簧支吊架的选型主要根据生根的结构弹簧支吊架分为可变弹簧支吊架和恒力弹簧形式、管道空间位置和管道支吊方式等因素。支吊架两种。(1)可根据管道运行时,包括物料、管道、2.1可变弹簧支吊架阀门、保温材料的全部管道组成件的工作载荷、2.1.1适用范围位移量和位移方向来确定可变弹簧支吊架类型和可变弹簧支吊架适用于有垂直方向位移的管选择弹簧号。道,位移范围为0～120mm;载荷范围

3、为154～(2)可变弹簧载荷选用表由弹簧号、工作217384N;使用环境温度为-20～200℃。位移范围、弹簧刚度等组成。弹簧载荷选用表由2.1.2结构中线分成上下两个区域,上粗直线和下粗直线之可变弹簧支吊架主要由圆柱螺旋弹簧、位移间为最佳工作范围。指示板、壳体、花篮螺母及定位块等组成,其典2.1.5载荷选择的一般规定型结构见图1。(1)当管道运行时位移方向向上,则应从2.1.3类型弹簧载荷选用表的中线和上粗直线之间查到工作根据安装型式,可变弹簧支吊架可分为七种载荷,再按位移量往下查得安装载荷。类型:①上螺纹悬吊型;②单耳悬吊型;③C双(2)

4、当管道运行时位移方向向下,则应从耳悬吊型;④上调节搁置型;⑤下调节搁置型;弹簧载荷选用表的中线和下粗直线之间查到工作⑥支撑搁置型;⑦并联悬吊型。载荷,再按位移量往上查得安装载荷。2.1.4选型(3)在选择弹簧号时,不论管道运行时位＊刘辉:高级工程师,副主任。1994年毕业于石油大学化学工程专业。一直从事管道设计工作。联系电话:(0379)64887291,E-mail:liuhui1@lpec.com.cn。24CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工设计2010,20(5)移向上或向下,均应使工作载荷和安装载荷处在表的上下粗线

5、之间。当位移量较小时,工作载荷和安装载荷可能均处在中线和某一粗直线之间。按上述情况选用的弹簧号及其载荷变化率不应超过25%。载荷变化率可按式(1)计算:工作载荷-安装载荷载荷变化率=×100%工作载荷≤25%(1)当管道位移向上时,安装载荷=工作载荷+位移量×弹簧刚度管道位移量向下时,安装载荷=工作载荷-位移量×弹簧刚度若弹簧载荷变化率大于25%,则应减少弹图2恒力弹簧吊架示意图簧刚度,选用大一档的工作位移范围,查得安装出被支吊管道或设备从冷态至热态的最大垂直位载荷,再验算载荷变化率。当查得的安装载荷落移量,在选用时,位移数值应留有适当余量。

6、推在上下粗线范围之外时,同样采用减小弹簧刚荐余量取位移量的20%,但不小于20mm。计算度,选用大一档的工作位移范围,查得安装载位移量应考虑由于水平位移引起的弹簧垂直位移荷,再验算载荷变化率。若垂直位移量或载荷较的增加。大,无法满足载荷变化率小于等于25%时,或(4)确定载荷值应考虑管道上附属件的重者选用可变弹簧荷载转移较大时,则应选用恒力量。当计算载荷与实际载荷有偏差时,可通过调弹簧支吊架。整螺栓调节载荷,其调节范围一般小于标准载荷2.2恒力弹簧支吊架的±10%,最大不超过±15%。2.2.1适用范围(5)根据已确定的支吊载荷和位移量,查载

7、恒力弹簧支吊架适用于垂直方向位移较大的荷位移系列表,按计算位移值对应的与支吊载荷管道,位移范围为50～400mm;载荷范围为124最接近的标准载荷值确定相应的支吊架编号。～315991N;使用环境温度为-20～200℃。(6)当载荷位移系列表中的位移值满足要2.2.2结构求,而支吊载荷值较大,以至超出载荷位移系列恒力弹簧支吊架主要由圆柱螺旋弹簧、固定表中数值时,可选用两个相同规格的支吊架框架、回转框架及运行机构、调节装置、弹簧罩并用。筒等组成,其结构示意见图2。(7)当载荷位移系列表中的载荷值满足要2.2.3类型求,而位移量较大,超出载荷位移

8、系列表范围按其筒体的空间位置和支吊架形式,恒力弹时,可采用两台位移量相同,载荷相同的支吊架簧支吊架分平式、立式和座式三大类型。串联来满足要求。2.2.4选型(8)选