弹簧支吊架在工程设计中应用

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1、弹簧支吊架在工程设计中应用　　【摘要】弹簧支吊架在炼油装置中的作用，介绍弹簧支吊架设计要点，弹簧支吊架的设置及安装。【关键词】管道支吊架；应力；CAESARII；弹簧支吊架；安装1.概述在石油化工装置中，管道支吊架的投资所占比例不大，但管道支吊架在管道设计中有着相当重要的作用。弹簧支吊架是众多支吊架的-种，被广泛应用在石油化工装置中，其合理设置和正确选用，能是管系具有适当的柔性，从而是管系的应力满足要求，对管系的安全平稳运行起着相当主要的作用。2.管道支吊架的分类根据管道支吊架承载、限位和防振等作用对管道支吊架分类。2.1承重支吊架承重支吊架用于支吊管道的重量。2.1.1恒力弹簧

2、支吊架。恒力弹簧支吊架用于管道垂直位移较大或需要限制转移荷载的地方。2.1.2可变弹簧支吊架。可变弹簧支吊架用于管道垂直位移不太大的地方。52.1.3刚性支吊架。刚性支吊架用于管道无垂直位移或垂直位移很小且允许约束的地方。2.2限制性支架限制性支吊架用以限制和约束因热胀引起管系自由位移为目的的支架。2.2.1固定支架。固定支架用于管道上不允许有任何方向位移（包括线位移、角位移）的地方。2.2.2限位支架。限位支架用于限制某一方向位移的地方。2.2.3导向支架。导向支架用于允许管道有轴向位移但不允许有横向位移的地方。2.3防振支架防振支架用于制止管道摆动、振动或冲击的控制装置。2.

3、3.1减振器。减振器用于需要弹簧减振的地方。2.3.2阻尼器。阻尼器用于缓和往复式机泵、地震、水击、安全阀排出反力等引起的油压式振动。3.弹簧支吊架在管道设计中的应用5在管道设计过程中，当管道支撑点有上下位移时，该支撑点就有脱空或承受过大荷载，对管道的一次应力和二次应力都有较大的影响。为减少对管系产生不利影响，在有上下位移的支撑点处设置弹簧支吊架。在与敏感设备（如机泵、压缩机等）相连接的管系中，也经常采用弹簧支吊架，以减少对敏感设备嘴子的作用力。总之，合理的选用弹簧支吊架，对管系的安全、平稳运行起着相当重要的作用。4.弹簧支吊架的选用弹簧支吊架的选用方法通常分为三种，（1）简支梁

4、法：（2）静力平衡法：（3）吊零分配法，对于简单管系，可以用第一种和第二种方法进行简单计算，能够很容易判断出管道支撑点的位移方向，通过管系中的相应参数，计算出该点的位移量和垂直荷重，选取相应的弹簧支吊架。但是，对与比较复杂的管系，通过手工方法是不可能计算出支撑点的位移和荷重，这就要用到第三种方法，应用CAESARII应力计算软件，才能精确的计算出支撑点的位移及荷重。选用弹簧支吊架应按照支撑点所承受荷重大小、位移量、位移方向，来选用合适的弹簧支吊架。弹簧支吊架又分为可变弹簧支吊架和恒力弹簧支吊架，可变弹簧支吊架的特点是管系上下位移时，其荷重是在变化的，当管系向上位移时荷重减少，反之

5、增加，管系支点处的荷重发生转移。为使管系能够常周期平稳运行，可变弹簧应在规定的范围内工作，这个衡量值就是荷载变化率，即工作荷载减去安装荷载除以工作荷载的绝对值应不大于25%恒力弹簧支吊架的特点是管系上下位移时，5其荷重不发生变化，荷载变化率为零。当管系支点处有较大位移，或与敏感设备连接时，可选用恒力弹簧支吊架，即能使支撑点保持恒定的作用力，也能降低管系的二次应力。5.CAESARII应力计算软件选用弹簧的原则5CAESARII管道应力分析软件是由美国COADE公司研发的压力管道应力分析专业软件。它既可以分析计算静态分析，也可进行动态分析。管道应力分析应保证管道在设计条件下具有足够

6、的柔性，防止管道因热胀冷缩、管道支承或端点附加位移造成应力问题。应力分为一次应力和二次应力，一次应力是由管道的内压和外载产生的，对管系来说，一次应力的大小是衡量管系能否安全运行的标准之一。二次应力是由于管系变形受阻而引起的，正确选用支吊架，能够起到使管系适应变形的需要，同时，还可以根据需要，选择某种支架去限制管系某个方向的位移，以减少设备管嘴子的受力。CAESARII计算时，是用吊零分配法对管系进行应力分析。当垂直管道或水平管道的重量尽量由弹簧支吊架来承担时，就采用对某些承重点给定载荷，而对其它点按支点垂直位移为零分配荷重。在计算程序中，计算机以虚拟的大刚度支架代替吊零处的弹簧支

7、吊架，即此点垂直位移为零，进行吊零分配荷载，当把管系的有关数据输入程序后，就可得知管系支点的荷重、位移大小。在CAESARII计算中，弹簧支吊架的选用弹簧的原则是：在弹簧特性能承受冷态荷载和热态荷载，而且荷载变化率不超过规定值的前提下，力求选用较小规格的弹簧。当选用的弹簧荷载变化率>25%时，程序会调节弹簧刚度，选用范围大一级的弹簧。6.弹簧支吊架的安装1.弹簧支吊架必须根据支架编号及相应的弹簧型号进行安装，不得装错。2.弹簧支架安装之前应确认冷态下的载荷数值和位移符合安装文件，