管道支吊架的設置要點和設計的注意事項
管道支吊架設計和結構的選擇是管道系統設計的一個重要組成部分,除了支持重管管架,支吊架可以平衡管力,限制位移和沖擊力緩沖,在管道系統的設計,正確選擇和管架結構布局合理,可以提高管道應力分布和管支撐力,以確保系統的安全運行,并延長其使用壽命。支吊架的應用具有深遠的意義,在節能方面,支吊架的應用代替了以往用鋼材支撐管道,這樣就節約了鋼材,也節約了成本,同時還節約了煤,電。在減排方面,管道支吊架代替鋼材,節約鋼材,也就在源頭上減少了二氧化碳的排放,安裝管道支吊架簡單,不用什么電焊之類的,這樣也在無形中降低了施工的難度。管道支吊架在管道設計中通常沒有受到足夠的重視,經常看到有些工程由于支吊架的設計不正確而造成整條管路的損壞,小小失誤大失京州。
所以管道設計人員非常重要,技術人員在設計支吊架時,也應先將管系通盤考慮一下,如果管系復雜可將它分成若干個較簡單的管系;對于高溫、高壓的管道一定要進行應力分析,以免由于支吊架的選擇不當造成不良后果。以泵為例如果在彎頭處選用剛性吊架,對于溫度較高的介質,剛性吊架勢必會托空,管系上管道、閥門等重量以及熱脹力都落在泵嘴子上,支吊架失去了作用;改用彈簧吊架就會大大改善泵嘴子受力。
管道支吊架設置要點:
1、首先要確定滿足字管道最大允許跨距要求及最大導向間距的要求。
2、當管段有集中載荷的地方,管道支吊架要布置靠近最大荷載的地方,以減少偏心荷載和彎曲應力。
3、在敏感設備附近。應設置支架,以防管道荷載作用于設備管嘴。
4、在有振幅管道地方,應單獨設置管道支吊架,并且設有阻隔裝置與建筑物隔離,以避免將振動傳遞到相鄰建筑物上。
5、承重型管道支吊架應安裝在靠近設備的管嘴處,以減少管端受力。如果管系過重,一個承重支架有困難時,可以增設一個彈簧支吊架。
6、除振動管道外,應盡可能利用建筑物、構筑物的梁柱作為管道支吊架的生根點,生根點的面積和形狀應滿足生根要求。必要時可以減小跨距降低生根點的荷載。
7、對于復雜的管系,尤其需要作較精確的熱應力計算的管系,可以下幾個步驟,將復雜管系用固定或導向支架分為幾個較簡單的管段,在集中荷載點設支架,確定允許的最大跨距,計算它的應力值,調整管道支吊架位置。
設計管道支吊架注意事項:
1、節省彈簧架
彈簧架比普通支架貴,在長期工作狀態下還有失效問題,不如剛性支架耐用可靠,過多的設置彈簧支吊架還會使管系各點位移方向失去控制,管系穩定性差,容易產生偏斜和振動,因此設計中應盡量減少彈簧架的設置。
2、減小管道與支架間的相對位移
管道與支架間的相對位移在管道支架設計中非常重要。如透平機的蒸汽管道,低點為管徑較小的冷凝水排出管,若在A點設支于地面的支架,彎頭處設彈簧支座,這樣會因蒸汽主管垂直管段很長又向下膨脹,而冷凝水管在A點支于地面剛性較大,阻礙彈簧向下移動,這樣易造成機器損壞,或導致其運行不正常。因此,應將支于地面的支架改在從主管上生根。由于支架隨主管一起升降,主管能夠自由向下膨脹,這樣管徑較小的冷凝水管與支架間垂直向相對位移就會減至很小。
3、放空管道的支架,
管道支吊架廠家設計時要求計算反力及傾覆力矩,核算放空管的強度
放空管末端部型式不同,對支架的設置要求亦不同。絕大多數常壓設備及管道,包括水平力為平衡的三通式,多用于壓差較大或要求排氣垂直向上,它們在設置支架時都要考慮風荷載的影響。末端帶彎頭,對排氣要求確定方向,但放空時會產生水平力。如果支架設置不合適,出口與支架的距離過大,噴氣反力又大時,放空管可能會發生傾斜,因此管道支架設計時要求計算反力及傾覆力矩,核算放空管的強度。
4、防止管道振動
剛性圓鋼吊架連續安裝多個時,管道的橫向阻力很小,容易引起擺動和振動,從防止管道振動的角度出發,管架選型時應盡量不用圓鋼吊架,或者不連續使用圓鋼吊架。往復式壓縮機對管道振動的防止更為突出,除考慮支架間距與固有頻率的關系外,還要避免在樓面上、梁上設支架,以避免把管道的振動傳遞給建筑物,因此要求配管時把管道的支架生根在地面基礎上。調節閥組除考慮支承重量外,還要考慮管道熱膨脹以及承受振動的力。當閥門進出口壓差大時,或液體管道減壓過程產生氣體時,均易產生劇烈振動。兩相流的管道還應考慮水錘的可能性。如果熱脹力允許,宜在調節閥的出口側設固定架,進口側設滑動架,必要時在調節閥出口側的垂直管段上設導向架。
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