淺談石油化工裝置管道支吊架的設計

李波（中石油第二建設公司 蘭州 730060）

石油化工裝置構成中含有大量不同種類的管道， 這些管道的實際使用情況各不相同，外界影響因素復雜。 在管道敷設過程中， 必須采用不同形式和性能的支吊架才能保障石油化工裝置安裝工作的順利完成。 鑒于管道支吊架對石油化工裝置的重要作用，對支吊架設計進行分析，保證石油化工裝置正常運轉具有重要的意義。

一、 支吊架的類型

根據管道支架的作用，可以將支吊架分為承重支吊架、限位支架和防振支架。

（一）、承重支吊架

承重支吊架主要用于支撐管道的重量和其他方面的持續性負荷，通過在管道系統中布設承重支吊架，可以防止管道因負荷超出承受范圍而出現破損的現象， 從而有效的保證管道和相關裝置的安全。 從支吊架承重特點差異來看，承重支吊架有剛性支吊架和彈簧支吊架之分。 管道在支撐點沒有出現縱向位移的情況下，應該采用剛性支吊架，反之則應采用彈簧支吊架。

（二）、限位支架

顧名思義， 限位支架的作用主要是用于限制管道系統出現的位移變化。 石油化工裝置的管道系統在運行的過程中受熱力影響會出現一定程度的位移，不利于系統安全。 限位支架根據使用效果的不同可分為固定支架、導向支架和止推支架三種。 在不允許出現位移的地方采用固定支架， 它可以限制管道支撐點三個方向的線位移和角位移，導向支架用于限制管道橫向位移，止推支架的作用則相反。

（三）、防振支架

在管道運行過程中會出現振動現象， 在這樣的情況下宜設置防振支架。 它可以有效的控制往復式機泵進出口管道或由地震、水擊、安全閥排出反力引起的管道振動。

二、 管道支架布置設計

（一）、承重支吊架位置的確定

稱重支吊架位置的設置要根據管道最大跨度和管道允許間距的要求來設計。 管道需要承受持續性載荷時，支吊架的布設位置必須盡量的靠近載荷集中點，減少管道偏心載荷和彎曲應力。為了防止設備嘴子受管道載荷過大，在壓縮機、泵等動力裝置附近要設置支架， 具體位置應該處于彎管和大口徑三通式分支管附近。 在立式設備等管道敷設中，支架要設置在靠近嘴子處的豎直管上。 如果豎直管道較長，支架應該靠近管道的上端部。

（二）、固定支架位置的確定

在石油化工裝置的管道敷設中，管道系統的走向非常復雜，為了便于施工，滿足柔化設計的需要，保證管道安全，可以使用固定支架將它劃分為多個管段， 將形狀簡化， 一般可以分為L形、U 形和T 形等管段。 在確定固定支架的位置時， 要堅持兩固定點間管段能夠自然補償的原則， 固定支架要設置在需要承受管道振動、沖擊載荷或需要限制管道多方向位移的地方。

（三）、導向支架位置的確定

如果豎直管道較長， 受風載荷影響會出現管道大幅振動或擺動的情況，為了增加管道的穩定性，應該在管道之間設置多個導向支架。 若管廊上管道較長并且中間缺乏固定裝置的化，也應該設置導向支架。 在自由型波紋管膨脹節兩端也要設置導向支架。

（四）、限位支架位置的確定

當管系的熱脹方向朝向敏感設備嘴子時， 可在適當的位置設置逆熱膨脹方向的止推支架。 大剛度管道對設備、設備基礎產生較大推力時，也可在適當的位置設置止推支架。

（五）、防振支架位置的確定

在設備運行過程中管道會出現振動， 為了防止這一現象應該設置防振支架， 通過對管系應力分析確定防振支架的位置和數量。 防振支架應該盡量沿地面設置，并且各個支架的基礎要互相獨立， 避免設置在廠房的支撐構造上， 以便互相之間產生影響。

三、石油化工裝置管道支吊架選用原則

在管道敷設時，要根據各支撐點的受力情況、位移方向、管道的工作環境和管道自身的材質選擇合用可靠的管道支吊架；要盡量選擇標準型零部件，多使用焊接型管托、管卡和管吊，這樣的零部件不但施工方便，性能較為可靠，而且具有一定的經濟性；由于石油化工裝置管道長期處于高溫、高壓、腐蝕有毒等惡劣的工作環境， 所以在支吊架各部件的選材方面要注意相關性能指標，以便保證支吊架的效果和石油化工裝置的安全。

管道支吊架是管道系統安全的保障，是管道設計的基礎。 采用完善的管道支吊架設計不但能夠降低整個工程的成本， 而且能夠有效地保證系統的安全運行。 隨著石油化工裝置的發展及其對支架設計要求的進一步提高，加強支吊架設計方面的研究，提供更為安全可靠的支吊架設計方案， 是石油化工企業安全生產的需要。

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