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        淺談?dòng)蜌夤艿腊惭b過程中支吊架的選用與設(shè)置

        2015-01-09 14:34:54郭良
        中國科技博覽 2014年42期
        關(guān)鍵詞:選用設(shè)置

        郭良

        [摘 要]支吊架是油氣管道設(shè)計(jì)安裝中十分重要的一環(huán), 所以正確的選用和安裝管道支吊架是非常重要的。本文簡(jiǎn)要的介紹了管道支吊架的分類、用途以及選擇原則, 進(jìn)而指出管道支吊架實(shí)際的設(shè)計(jì)和安裝中要注意的問題。

        [關(guān)鍵詞]油氣管道安裝 支吊架 選用 設(shè)置

        中圖分類號(hào):TG457.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1009-914X(2014)42-0023-01

        支吊架是油氣管道系統(tǒng)的重要組成部分,不同性能、作用的支吊架可以滿足石油化工管道安裝的不同要求。在管道設(shè)計(jì)和安裝時(shí),不僅要滿足對(duì)工程的預(yù)期要求,而且要明確實(shí)際安裝過程中設(shè)備、管道及其他部分的具體狀況,以確保生產(chǎn)安全。

        1 管道支吊架的分類

        選擇合理的管道支吊架, 對(duì)油氣管道設(shè)計(jì)和安裝有著舉足輕重的作用。明確管道支吊架的各種類型和相應(yīng)的功能十分關(guān)鍵。支吊架的各類多種多樣,但從功能和用途上可分為承重支吊架、限制性支吊架和防振支吊架三類。在此基礎(chǔ)上還可以對(duì)這三類管道支吊架進(jìn)行更加詳細(xì)的劃分:

        1.1 承重支吊架

        (1)滑動(dòng)支吊架:僅僅受到管道垂直方向產(chǎn)生的支承力和水平方向存在的摩擦力帶來的阻力影響;

        (2)恒力支吊架: 一般使用在管道支撐點(diǎn)垂直位移量較大或者對(duì)管系受力要求非常嚴(yán)格的管道中;

        (3)桿式支吊架:通過懸吊的方式對(duì)管道垂直方向作用力起到承受作用;

        (4)滾動(dòng)支吊架:為了減少系統(tǒng)的摩擦力,而采用了滾筒支撐管道的方法;

        1.2 限制性支吊架

        (1)固定支吊架:此支吊架用于固定點(diǎn)處,設(shè)置后系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)任何位移;

        (2)限位支吊架:允許出現(xiàn)角位移,但是任何方向的線位移都不會(huì)產(chǎn)生;

        (3)導(dǎo)向支吊架:管道可以產(chǎn)生軸向位移,但不會(huì)產(chǎn)生橫向位移;

        1.3 控制性支吊架

        (1)防振器:對(duì)管道振動(dòng)起到減弱和限制效果

        (2)阻尼減震器:對(duì)管道振動(dòng)起到減弱和限制效果

        2 常用的幾種支吊架類型

        管道的支吊架分為很多種, 其中最常用的是滑動(dòng)支吊架、導(dǎo)向支吊架、固定支吊架、限位支吊架這四種,下面對(duì)這幾種支吊架進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

        2.1 滑動(dòng)支吊架

        滑動(dòng)支吊架僅僅受到管道垂直方向產(chǎn)生的支承力和水平方向存在的摩擦力帶來的阻力影響,而不受到其他任何阻力的干擾。滑動(dòng)支吊架的適用范圍非常的廣,通常使用的滑動(dòng)架型式有平管支托、彎管支托、假管支托、懸臂支架、鄰管支架等。

        2.2 導(dǎo)向支吊架

        導(dǎo)向支吊架的作用在于控制管道的位移方向, 管道可以產(chǎn)生軸向位移, 但不會(huì)產(chǎn)生橫向位移。而且在水平管道中使用導(dǎo)向支吊架, 不僅可以起到導(dǎo)向作用,還能起到承重作用。常用的導(dǎo)向架型式有管托型、光管型、管卡型等。

        2.3 固定支吊架

        固定支吊架作用于固定點(diǎn)處,設(shè)置后系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)任何位移。固定支吊架作為保護(hù)性支吊架的一種,還可起到承重作用。為了保護(hù)管道, 避免發(fā)生振動(dòng)等現(xiàn)象,通常要設(shè)置固定支吊架。固定支吊架一般用于:

        (1)長(zhǎng)距離的輸送管道上,可以通過在兩個(gè)II 型補(bǔ)償器之間設(shè)置一個(gè)固定支吊架,使得II型補(bǔ)償器能吸收固定架之間的管道應(yīng)力。

        (2)從塔頂往下輸送物料的管線,固定支吊架通常為整個(gè)系統(tǒng)的第一個(gè)支吊架,用于承受整個(gè)管系的重量,減少塔管口的受力。

        (3)由于熱膨脹的影響會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥發(fā)生的振動(dòng),為了保護(hù)調(diào)節(jié)閥可以在閥前設(shè)置一個(gè)固定架,防止其發(fā)生位移。

        (4)安全閥出口的水平管線靠近出口處應(yīng)設(shè)置一個(gè)固定架,防止因安全閥起跳而產(chǎn)生的管道振動(dòng),起到保護(hù)管線的作用。

        2.4 限位支吊架

        限位支吊架允許管道出現(xiàn)角位移,但不會(huì)產(chǎn)生任何方向的線位移,一般用于:補(bǔ)償器的兩端,裝置邊界線的管道固定點(diǎn)等場(chǎng)合;如果管系有較大的熱脹,且方向是朝向設(shè)備管口時(shí),可以在合適的位置設(shè)置止推支架,可以抵消剛度較大的管道對(duì)設(shè)備、管道等產(chǎn)生的推力。

        3 管道支吊架的選用

        (1)按照支承點(diǎn)所承受的荷載大小和方向、管道的位移情況、工作溫度、是否保溫或保冷、管道的材質(zhì)和安裝空間等條件選用合適的支吊架。

        (2)設(shè)計(jì)管道支吊架時(shí),應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)支吊架。

        (3)焊接型的管托、管吊比卡箍型的管托、管吊省鋼材,且制作簡(jiǎn)單,施工方便。因此,除下列情況外,應(yīng)盡量采用焊接型的管托和管吊:管內(nèi)介質(zhì)溫度大于或等于400℃的碳素鋼材質(zhì)的管道;低溫管道;合金鋼材質(zhì)的管道;生產(chǎn)中需要經(jīng)常拆卸檢修的管道;架空布置且不易施工焊接的管道。

        (4)當(dāng)架空布置的管道熱膨脹量超過100mm時(shí),應(yīng)選用加長(zhǎng)管托,以免管托滑落。

        (5)支架生根焊在鋼制設(shè)備上時(shí),所用墊板應(yīng)按設(shè)備外型成型。當(dāng)鋼管設(shè)備壁厚大于38mm時(shí),應(yīng)取得設(shè)備專業(yè)的同意。當(dāng)生根在合金設(shè)備上時(shí),墊板材料應(yīng)與設(shè)備材料相同,并應(yīng)取得設(shè)備專業(yè)的同意。

        (6)對(duì)于荷載較大的支架位置要事先與有關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)人聯(lián)系,并提出支架位置、標(biāo)高和荷載情況。

        (7)下列情況應(yīng)選用可變彈簧支吊架:由于管道在支承點(diǎn)處有向上垂直位移,致使支架失去其承載功能,荷載的轉(zhuǎn)移將造成臨近支架超過其承載能力,或造成管道跨距超過其最大允許值時(shí);當(dāng)管道支承點(diǎn)有向下的垂直位移,選用一般剛性支架將阻擋管道的位移時(shí);選用的彈簧其荷載變化率應(yīng)不大于25%。

        4 油氣管道支吊架的安裝設(shè)置

        合理、正確的選用管道支吊架對(duì)裝置的安全運(yùn)行起著非常重要的作用。選擇管道支吊架應(yīng)遵循以下原則:

        (1)按照支承點(diǎn)所承受的荷載大小和方向、管道的位移情況、操作溫度、是否保溫、管道的材質(zhì)和安裝空間等選用合適的支吊架。

        (2)在對(duì)管道支吊架進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,應(yīng)盡可能地選用標(biāo)準(zhǔn)管卡、管托和管吊等。

        (3)焊接型的管托、管吊比卡箍型的管托、管吊節(jié)省鋼材,且制作簡(jiǎn)單,施工方便,因此應(yīng)盡量采用焊接型的管托和管吊。

        但以下情況除外:

        (1)管內(nèi)介質(zhì)溫度等于或大于400℃的鋼管管道。

        (2)低溫管道和合金鋼管道。

        (3)生產(chǎn)中需要經(jīng)常拆卸的管道和架空布置且不易施工焊接的管道。

        選擇支吊架不僅僅要明確支吊架的設(shè)置位置, 還應(yīng)全面的考慮這樣的設(shè)置是否合理、可行以及實(shí)際安裝過程中的成本等。筆者認(rèn)為油氣管道支吊架的設(shè)置應(yīng)該考慮到以下幾點(diǎn):

        (1)油氣管道承重支吊架的間距應(yīng)滿足管道最大允許跨距的要求。

        (2)當(dāng)管道負(fù)重比較集中時(shí),應(yīng)該在這個(gè)區(qū)域設(shè)置支吊架,以減少集中荷載對(duì)管道帶來的影響。

        (3)可以利用已有建筑物的梁或者柱進(jìn)行管道的支撐,但需經(jīng)過相關(guān)專業(yè)的核算。

        (4)在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器附近的管道處應(yīng)設(shè)置支吊架,以防止機(jī)器管口承受過大的荷載。

        (5)往復(fù)式壓縮機(jī)的吸人或排出管道以及其他有強(qiáng)烈振動(dòng)的管道,宜單獨(dú)設(shè)置支架,以免將振動(dòng)傳遞到建筑物上。

        (6)管道支吊架的設(shè)置位置還要為以后的維護(hù)和維修考慮,應(yīng)留出足夠的空間。經(jīng)常需要維修和維護(hù)的管道可以使用卡箍型管托,而不是焊接型管托。

        (7)管道支吊架應(yīng)設(shè)在彎管和大直徑三通式分支管附近

        (8)安全閥泄壓裝置出口管道應(yīng)設(shè)剛性支架。

        (9)考慮管道工作溫度對(duì)管道的影響。比如在一些低溫地區(qū)進(jìn)行管道建設(shè)時(shí),可以在支吊架和管道之間放置隔冷塊,降低低溫對(duì)管道和支吊架結(jié)構(gòu)的影響。

        (10)對(duì)于復(fù)雜管系,應(yīng)根據(jù)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果設(shè)置或調(diào)整支吊架的位置。

        5 結(jié)語

        綜上所述,管道支吊架是油氣管道建設(shè)中十分重要的一環(huán),正確的選用和安裝管道支吊架對(duì)于改善管系振動(dòng)、控制管系變形、減小管道的應(yīng)力和對(duì)設(shè)備的推力、保證管道與設(shè)備的正常運(yùn)行等都有著非常重要的作用與意義。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 唐飛.化工管道支吊架的設(shè)計(jì)與選用[J].廣東化工.2012(07).endprint

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