常见问题
管道支吊架
更新时间 2021-11-24 07:11 阅读
一、管道支吊架分类
管道支吊架根据其功用分为以下几类:
1、承重架:用来承受管道的重力及其它垂直向下载荷的支架:
a)刚性支吊架:用于无垂直位移的场合;
b)可调刚性支架:用于无垂直位移、安装误差严格的场合或泵出口。
c)可变弹簧支吊架:用于有垂直位移的场合。
2、限制性支架:用来阻止、限制或控制管系位移的支架:
a)固定架:限制管道的各个方向的位移;
b)限制性支架:限制管道位移的支吊架。其中,只限制管道水平方向位移的 支架称为导向架;只限制管道轴向位移的支架称为限位架。管道在受限制 方向应保留 1.5mm 或 2mm 的默认间隙。
3、恒力弹簧支吊架:用于垂直位移大、希望保持管道在冷、热状态下支吊点的荷 载不能变化很大的场合。
4、防振支架:用于限制、缓和往复式机、泵进出口管道和由地震、风压、水击、 安全阀排出反力引起的管系振动的支架: a)阻尼器: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。
5、特殊支架:非标支架,特殊支架是常规支架的组合和调整。可能是限位、导向 元素与管托之间的距离有特殊要求,例如 30mm 等;也可能是弹簧支架与其它 支架形式的组合。
二、管道支吊架的跨距
管线的跨距由管线的刚度和强度决定,取刚性跨距和强度跨距两者中小值为管线 的跨距值。水平管线的跨距可在《石油化工装置工艺管道安装设计手册》(第一篇 设计与计算)中查找。
三、确定管道支吊架位置的要点
1、要满足管道最大允许跨度的要求;
2、在有集中荷载时,支架要布置在靠近荷载的地方,以减少偏心荷载和弯曲 应力;
3、在敏感设备(泵、压缩机等)附近,应设置支架,以防管道荷载作用于设 备管口;
4、往复式压缩机的吸入或排出管道及其他有强烈振动的管道,宜单独设置支 架,并与建筑物隔离,以避免将振动传递到建筑物上;
5、承重支架应安装在靠近设备管口处,以减少管口受力;
6、除振动管道外,应尽可能利用建筑物、构筑物的梁柱作为支架的生根点, 且应考虑生根点所能承受的荷载;
7、对于需要作应力计算的管道,应根据应力计算结果设置管架;
8、管道尽量集中布置,如成排布置,便于做联合支架,尽量减少分散独立设 置的柱式架。同时达到整齐美观;
9、管道成组布置时,水平管管托底面和不保温管的管底应取齐,以便设计支 架;
10、 支架设在不妨碍管道与设备的连接和检修的部位;
11、 采用弹簧支座或吊架时,管道与生根构件之间应有足够的空间。
四、管道支吊架选用的原则
1、在选用管道支吊架时,应按照支承点所承受的荷载大小和方向、管道的位 移情况、工作温度、是否保温或保冷、管道的材质等条件选用适合的支吊 架;
2、设计管道支吊架时,应尽可能选用标准管卡、管托和管吊;
3、下列情况,不得采用焊接型的管托和管吊:
a) 管内介质温度等于或大于 400℃的碳素钢材质的管道;
b) 低温管道;
c) 输送浓碱的管道;
d) 合金钢材质的管道;
e) 生产中需要经常拆卸检修的管道;
f) 架空敷设且不易施工焊接的管道;
g) 非金属衬里管道;
h) 需热处理的管道;
4、当架空敷设的管道热胀量超过 70mm 时,应选用加长管托,以免管托滑落;
5、凡支架生根在设备上时,应向设备专业提出所用预焊件的条件;
6、对于荷载较大的支架位置要事先与有关专业联系,并提出支架位置、标高 和载荷情况。
五、典型配管的管道支架设计
1、塔类设备的管道支架设计:
a) 附塔管线,在靠近管口处的第一个支架应为承重支架,如再设第二个 承重支架时应为弹簧支吊架。一般在承重支架之下,按规定间距设置 导向架;
b) 塔外壁上的支架设置,如图 1 所示。导向支架的间距,如表 1 所示;
c) 要特别注意最下面的一个导向支架距管道转弯处至少为 1/3H,以免影 响管道的自然补偿。
2、安全阀管道的支架设置:
a) 安全阀的出口离安全阀近处应设置一个固定支架,经过管道应力计算 后确定出口立管是否用加导向架。
b) 安全阀的出口旁通线处也应设置固定支架。
c) 多个安全阀汇集的排放总管,如果各排放安全阀排放介质是高温、中 压以上的压力工况,除进行汇集总管的大小计算以外,还应进行流速 校核,管架及强度校核,包括应力计算
3、调节阀组的支架设置: 调节阀组通常在管道的弯头下设置支架,对于常温的管道可采用固定架, 对于有热膨胀的管道,应根据管道柔性分析的要求,将一个架设置成固定 架,另一个架设置成滑动架或导向架。如阀组很长,仅在阀组两端支撑, 会使阀组中间受力过大,应在中间增加一个支架,中间支架最好采用可调 式支架,以便安装。中间架也可设置成固定架,热胀时向两端位移。
4、罐类管支架的设置: 罐类管支架的设置与塔类大致相同,但应注意的问题是:罐的荷载较大, 罐与管道之间会加金属软管,管道的支架不允许加在罐和金属软管之间。 图 3 为错误的支架加法
综上所述管道支吊架是管道设计中的一个重要环节。管道支吊架设计不当会 导致运行中管道损坏,严重时会导致停车。因此,管道支吊架在工程设计中不可 忽视。正确的管道支吊架设计,对于改善管系振动、适应管系热胀冷缩等都有着 重要的作用和意义。
管道支吊架根据其功用分为以下几类:
1、承重架:用来承受管道的重力及其它垂直向下载荷的支架:
a)刚性支吊架:用于无垂直位移的场合;
b)可调刚性支架:用于无垂直位移、安装误差严格的场合或泵出口。
c)可变弹簧支吊架:用于有垂直位移的场合。
2、限制性支架:用来阻止、限制或控制管系位移的支架:
a)固定架:限制管道的各个方向的位移;
b)限制性支架:限制管道位移的支吊架。其中,只限制管道水平方向位移的 支架称为导向架;只限制管道轴向位移的支架称为限位架。管道在受限制 方向应保留 1.5mm 或 2mm 的默认间隙。
3、恒力弹簧支吊架:用于垂直位移大、希望保持管道在冷、热状态下支吊点的荷 载不能变化很大的场合。
4、防振支架:用于限制、缓和往复式机、泵进出口管道和由地震、风压、水击、 安全阀排出反力引起的管系振动的支架: a)阻尼器: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。
5、特殊支架:非标支架,特殊支架是常规支架的组合和调整。可能是限位、导向 元素与管托之间的距离有特殊要求,例如 30mm 等;也可能是弹簧支架与其它 支架形式的组合。
二、管道支吊架的跨距
管线的跨距由管线的刚度和强度决定,取刚性跨距和强度跨距两者中小值为管线 的跨距值。水平管线的跨距可在《石油化工装置工艺管道安装设计手册》(第一篇 设计与计算)中查找。
三、确定管道支吊架位置的要点
1、要满足管道最大允许跨度的要求;
2、在有集中荷载时,支架要布置在靠近荷载的地方,以减少偏心荷载和弯曲 应力;
3、在敏感设备(泵、压缩机等)附近,应设置支架,以防管道荷载作用于设 备管口;
4、往复式压缩机的吸入或排出管道及其他有强烈振动的管道,宜单独设置支 架,并与建筑物隔离,以避免将振动传递到建筑物上;
5、承重支架应安装在靠近设备管口处,以减少管口受力;
6、除振动管道外,应尽可能利用建筑物、构筑物的梁柱作为支架的生根点, 且应考虑生根点所能承受的荷载;
7、对于需要作应力计算的管道,应根据应力计算结果设置管架;
8、管道尽量集中布置,如成排布置,便于做联合支架,尽量减少分散独立设 置的柱式架。同时达到整齐美观;
9、管道成组布置时,水平管管托底面和不保温管的管底应取齐,以便设计支 架;
10、 支架设在不妨碍管道与设备的连接和检修的部位;
11、 采用弹簧支座或吊架时,管道与生根构件之间应有足够的空间。
四、管道支吊架选用的原则
1、在选用管道支吊架时,应按照支承点所承受的荷载大小和方向、管道的位 移情况、工作温度、是否保温或保冷、管道的材质等条件选用适合的支吊 架;
2、设计管道支吊架时,应尽可能选用标准管卡、管托和管吊;
3、下列情况,不得采用焊接型的管托和管吊:
a) 管内介质温度等于或大于 400℃的碳素钢材质的管道;
b) 低温管道;
c) 输送浓碱的管道;
d) 合金钢材质的管道;
e) 生产中需要经常拆卸检修的管道;
f) 架空敷设且不易施工焊接的管道;
g) 非金属衬里管道;
h) 需热处理的管道;
4、当架空敷设的管道热胀量超过 70mm 时,应选用加长管托,以免管托滑落;
5、凡支架生根在设备上时,应向设备专业提出所用预焊件的条件;
6、对于荷载较大的支架位置要事先与有关专业联系,并提出支架位置、标高 和载荷情况。
五、典型配管的管道支架设计
1、塔类设备的管道支架设计:
a) 附塔管线,在靠近管口处的第一个支架应为承重支架,如再设第二个 承重支架时应为弹簧支吊架。一般在承重支架之下,按规定间距设置 导向架;
b) 塔外壁上的支架设置,如图 1 所示。导向支架的间距,如表 1 所示;
c) 要特别注意最下面的一个导向支架距管道转弯处至少为 1/3H,以免影 响管道的自然补偿。
2、安全阀管道的支架设置:
a) 安全阀的出口离安全阀近处应设置一个固定支架,经过管道应力计算 后确定出口立管是否用加导向架。
b) 安全阀的出口旁通线处也应设置固定支架。
c) 多个安全阀汇集的排放总管,如果各排放安全阀排放介质是高温、中 压以上的压力工况,除进行汇集总管的大小计算以外,还应进行流速 校核,管架及强度校核,包括应力计算
3、调节阀组的支架设置: 调节阀组通常在管道的弯头下设置支架,对于常温的管道可采用固定架, 对于有热膨胀的管道,应根据管道柔性分析的要求,将一个架设置成固定 架,另一个架设置成滑动架或导向架。如阀组很长,仅在阀组两端支撑, 会使阀组中间受力过大,应在中间增加一个支架,中间支架最好采用可调 式支架,以便安装。中间架也可设置成固定架,热胀时向两端位移。
4、罐类管支架的设置: 罐类管支架的设置与塔类大致相同,但应注意的问题是:罐的荷载较大, 罐与管道之间会加金属软管,管道的支架不允许加在罐和金属软管之间。 图 3 为错误的支架加法
综上所述管道支吊架是管道设计中的一个重要环节。管道支吊架设计不当会 导致运行中管道损坏,严重时会导致停车。因此,管道支吊架在工程设计中不可 忽视。正确的管道支吊架设计,对于改善管系振动、适应管系热胀冷缩等都有着 重要的作用和意义。
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