管道支吊架是管系中不可缺少的组成部分。支吊架的功能可概括为三个方面;承受管道载荷,限制管管道位移和控制管道振动三个方面:承受管道载荷,限制管道位移和控制管道振动三个方面。其中以承受管道重力载荷为支吊架最主要、最普通的功能。正确选用支吊架,可以减小管系的应力及管道对设备的推力和力矩,使管道和设备能够长期安全运行。
管道支吊架的类型
根据管道支吊架装置承载、限位和减振三大功能,以及各种支吊架装置的性能和用途,可分为承重支吊架、限位支掉装置和振动控制装置三大类。
承重支吊架 以支撑管道自重(包括管件、管内介质、保温层等)为目的的装置,统称为承重支吊架或简称支吊架。支吊架按其承载结构与管道在空间的相对位置可分为支架和吊架两类。由管下部支承管重的叫支架,其承重部件受压缩载荷;由管上方悬吊的称吊架,其承重部件受拉伸载荷。承重支吊架按其在管道垂直(上、下)为移时载荷的变化情况大致分为恒力支吊架、变力支吊架和刚性支吊架三种。
恒力支吊架 恒力支吊架在理论上对管道任何方向的位移均不产生约束,即管道发生位移时其支承点上支承力近乎不变。它适用于管道垂直位移量大的地方。其中工程中应用得最多的是恒力弹簧吊架。
此外还有重锤式恒力支吊架,其结构简单,一般用于荷载不大的场合。
变力支吊架 也称弹簧支吊架,其荷重随管子垂直位移的变化而变化。管道在温度变化等原因发生位移时,会受到弹簧支吊架的附加力,垂直位移越大,支承力的变化也越大。
弹簧支吊架适用于管道垂直位移不太大的地方。目前广泛应用的弹簧支吊架的标准荷重(行程的中间值)是35~14000kg,行程是0~120mm范围内,弹簧支吊架的选用荷重变化率一般不超过标准荷重的20%,位移量不超过行程范围的40%。
刚性支吊架 刚性支吊架对管道无垂直方向位移呈刚性约束,但允许管道有水平方向位移(轴线方向或横向位移)。适用于管道无垂直位移或垂直位移允许约束的地方。刚性支吊架价格便宜,在可以使用的场合,应尽量采用。
限位支吊装置 以限制和约束管系因热膨胀等原因产生位移为目的,统称限位支吊装置。限位支吊装置按其特性可分为限位装置,导向支架(导向装置),固定支架三种。
限位装置 限位装置用于管系中需要限制某一方向或某些方向位移为目的,统称限位支吊架装置。限位支吊装置按其特性可分为限位装置,导向支架(导向装置),固定支架三种。
限位装置 限位装置用于管系中需要限制某一方向或某些方向位移的地方。例如采用拉杆限制管道轴向位移,采用夹持方式限制管道横向位移。
导向支吊 导向支架用于引导管道位移方向,一般用于限制横向位移和角位移,但允许有轴向位移的场合,水平管道完全固定在支架上,不允许有任何方向的线位移和角位移。
如需要防止因热胀等原因使设备上的管嘴,铸铁阀门处有较大位移时要用固定支架。
振动控制装置 专门用来控制管道振动、摆动或冲击的装置统称为控制振动装置。实际上,上述各种支吊装置中,除恒力支架外,都有不同程度的减振作用。专门的控制振动装置通常不承受管系的质量。控制振动装置分为减振装置和阻尼装置两类。
减振装置 弹簧式减震器就是一种减振装置,它通过提高管系的结构固有频率达到减振效果,适用于控制持续性流体脉动引起的管道振动。不过它在一定程度上限制了管道的正常热胀位移,尤其当弹簧刚度较大时。
阻尼装置 油压式阻尼器就是一种阻尼装置,它利用油缸内的油高速通过阻力发生机构产生阻力来达到减振目的,适用于控制冲击性的激振,如液击、地震等产生的振动和冲击。阻尼装置对管道热胀冷缩位移没有限制。
管道支吊架选用及设置
管道支吊架的选用及设置是否合理,将会对管系应力水平和端部作用力大小产生很大影响,必须慎重对待。在决定管架位置时,首先要决定两管架间的距离,即管道跨距。跨距太小以为着支架的数目要增加,即增加了投资费用,但跨距也不能太大,必须满足一定的强度和刚度条件。所谓强苏条件,是指由管道重力等外载引起的管道轴向弯曲应力不得超过规定的许用值,即按照弯曲理论来决定管道的最大的跨度。实际的管道支架,都介于简支和固支之间 |