化工管道支吊架的選用設(shè)置

黎 海（中國天辰工程有限公司，天津 300400）

化工管道支吊架的選用設(shè)置

黎 海
（中國天辰工程有限公司，天津 300400）

針對化工管道的支架類型和布置環(huán)境展開論述，為化工企業(yè)管道支架的選擇和其設(shè)置原則提供合理方案，為選用合適的化工管道支架提供參考依據(jù)。

化工；管道支吊架；選用設(shè)置

1 化工管道支吊架的主要類型和布置方式

支吊架作為化工管道的重要附屬件，對管道的安全運(yùn)行至關(guān)重要，因此在化工管道建設(shè)進(jìn)程中，因地制宜，結(jié)合實(shí)際情況選擇合適支吊架進(jìn)行安裝，更好的為建設(shè)施工、管道安裝提供安全保障。因此在設(shè)計(jì)和施工中要嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)計(jì)要求，遵循選擇方案和施工工序，切忌擅自改選安裝支吊架。支吊架按其功能劃分為如下幾類：

1.1 恒力支吊架

恒力支吊架用于在一定的輸送行程，當(dāng)管道發(fā)生豎直或上下活動(dòng)時(shí)，只要其符合在沒有變形的情況下，次負(fù)荷的變化率就等于零的情況中。多在化工管系存在垂直方向上的移動(dòng)距離較長的情況中，且該支架類型中被選用最多的是恒力彈簧支吊架。

1.2 彈性支吊架

彈性支吊架的特點(diǎn)就是遇到外力的時(shí)候會隨外力大小方向發(fā)生形變，或者發(fā)生一定位移，而自己本身也具備良好的剛性，以至于在其工作狀態(tài)中雖然產(chǎn)生了變形，但可以完全將分配荷載控制在合理區(qū)間，不會失去全部分配荷載。目前我國使用的彈性支吊架主要有以下兩種：

1.3 恒力彈簧支吊架

恒力彈簧支吊架是最常用的支吊架，保障在管系發(fā)生垂直位移時(shí)，分配荷載均勻且恒定，多用在管系做豎向運(yùn)動(dòng)或化工裝置需要避免因位移引起的應(yīng)力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。

1.4 可變彈簧支吊架

可變彈簧支吊架工作原理是管道在垂直方向發(fā)生位移運(yùn)動(dòng)后，內(nèi)部彈簧隨作用力發(fā)生壓縮或拉長的形變，且當(dāng)壓力發(fā)生變化的情況下，管道上的支架便會將這一支點(diǎn)的應(yīng)力轉(zhuǎn)移到附近支點(diǎn)上，將荷載變化率控制在合理范圍。通過這樣的方式承擔(dān)管系和相關(guān)設(shè)備質(zhì)量，同時(shí)弱化設(shè)備和管道因溫度變化引起的微量位移，降低管道承受應(yīng)力，有效的保護(hù)了管道，從而延長管道支吊架的使用期限。

1.5 限制性支吊架

就目前我國使用支吊架的情況而言，限制性支吊架主要可以分成三個(gè)大的類別：

1）固定支吊架。顧名思義，就是將化工管道完全固定在支吊架上，限制管道在工作中產(chǎn)生位移。

2）限位支吊架。限制管道發(fā)生角位移。

3）導(dǎo)向支吊。使用范圍較小，通常用在做出特別要求的要限制管道發(fā)生橫向位移或角度偏差的情況。

2 支吊架設(shè)置的原則

1）為保證化工管道穩(wěn)定安全使用，就必須滿足管道跨度設(shè)置在規(guī)范要求范圍內(nèi)，且必須滿足以下幾點(diǎn)設(shè)置關(guān)鍵：

①支吊架設(shè)置位置，不應(yīng)該影響管道和設(shè)備正常連接的接口位置，且不應(yīng)影響對設(shè)備維修工作。

②設(shè)在直徑較大的三通式支管或彎管距離較近的地方。

③設(shè)置在荷載或應(yīng)力集中的位置。

④充分利用安裝位置周邊的固定性構(gòu)件，如承載墻體、梁柱上，保證其足夠的應(yīng)力條件。

⑤盡量靠近設(shè)備，或在設(shè)備零距離點(diǎn)設(shè)置支吊架。

2）判斷化工管道支吊架的時(shí)候?qū)崉t就是要通過判斷支吊架與管道接觸點(diǎn)是否會發(fā)生垂直方向上的運(yùn)動(dòng)，若接觸點(diǎn)存在位移，就應(yīng)該選擇可變的彈簧支吊架；假如接觸支點(diǎn)會發(fā)生大程度的位移，就按設(shè)置要求必須選用恒力彈簧支吊架；如果完全不會產(chǎn)生位移，則選擇剛性支吊架就完全可以了。

3）通常我們在支吊架上鋪設(shè)的管道分成兩大類別：有隔熱層和沒有隔熱層。多數(shù)情況下，在鋪設(shè)無隔熱層的管道時(shí)不需要設(shè)置管托；但在鋪設(shè)有隔熱層的管道時(shí)，因?yàn)楣艿赖母叨群秃穸瘸烧龋@時(shí)就必須應(yīng)用管托。當(dāng)隔熱層厚度大于13cm的時(shí)候，通常選用高度為20cm的管托；在隔熱層厚度超過8cm的情況下，管托高度應(yīng)該選用10cm。

4）除下列情況外，支吊架的附管部件不能與管道直接焊接

①輸送低溫管道；

②管內(nèi)介質(zhì)溫度等于或高于400℃的碳素鋼管道；

③合金鋼材質(zhì)的管道；

④輸送含有濃堿液的管道；

⑤針對一些焊接施工過程中，存在焊接較為困難的管道，最不適宜的方法就是直接與管托、管吊進(jìn)行焊接。

⑥生產(chǎn)中需要經(jīng)常拆卸檢維修的管道；

5）當(dāng)化工管系存在軸向的位移，在允許管道有軸向位移時(shí)，設(shè)置導(dǎo)向支架，對產(chǎn)生的橫向位移加以控制。

①在可能產(chǎn)生震動(dòng)的兩相流管道和安全閥的出口段高速放空管道；

②管道產(chǎn)生的橫向位移較大，且固定支架設(shè)置間距較大時(shí)；

③“Π”型補(bǔ)償器的位置和補(bǔ)償器彎頭間的距離，最佳是管道公稱直徑的40倍左右，補(bǔ)償器兩側(cè)的管道上必需設(shè)導(dǎo)向支架；

6）確定要完全限制管道位移量時(shí)，必須設(shè)置限位支架。

7）在沿設(shè)備設(shè)置的立管需要設(shè)置導(dǎo)向支架和承重支架來固定。承重支架布置，要盡量在設(shè)備管口處，為減少管道口的承受應(yīng)力，假如較少的承重支架不能完全承擔(dān)管道的巨大重量的時(shí)候，就需設(shè)置可變彈簧承重支架來協(xié)助其完成承重任務(wù)。

3 管道支吊架設(shè)計(jì)及布置設(shè)計(jì)的合理步驟

石油管道的設(shè)計(jì)大體分為3個(gè)過程：其一要對管道大致走向、設(shè)置位置做好初步設(shè)計(jì)；第二個(gè)過程就是規(guī)劃管道設(shè)置的具體位置，管道類型的選用；最后階段是施工過程，具體地布置管道。

從整個(gè)設(shè)計(jì)到施工完成的過程中，全過程都需要準(zhǔn)備好必需的資料，將布置條件，選用類型詳盡地做好，以便提前做好支架的預(yù)制工作。這樣有力于所制造的時(shí)候更好的使用條件，縮短了生產(chǎn)期限，提高了施工效率，對于復(fù)雜環(huán)境中管道的設(shè)計(jì)、制造提供可靠依據(jù)。

在進(jìn)行管道支吊架設(shè)計(jì)過程中，如果完全在管道安裝完成后進(jìn)行，會導(dǎo)致實(shí)際環(huán)境不滿足支吊架安裝條件，使得安裝期限延長，耽誤工程進(jìn)度。因此，為保證施工順利進(jìn)行，管道支吊架的設(shè)計(jì)工作要和管道布置設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。在管道安裝工作中及時(shí)發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)不一致的問題，及時(shí)處理，使設(shè)計(jì)更合理和適用。

4 結(jié)束語

支吊架的設(shè)計(jì)布置是化工管道支吊架施工的重要組成部分，所以必須予以高度重視，不僅要保障其選型時(shí)科學(xué)合理，在布置時(shí)要考慮其受力范圍，使化工裝備安全、穩(wěn)健運(yùn)行。

[1] 李軍營；張戰(zhàn)強(qiáng).淺談石油化工管道支吊架的選用及設(shè)置[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，（19）.

[2] 胡鵬.關(guān)于石油化工管道支吊架的選用及設(shè)置探討[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2012，（24）.

[3] 宋岢岢.壓力管道設(shè)計(jì)及工程實(shí)例[M].第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

[4] 宋岢岢.工業(yè)管道應(yīng)力分析與工程應(yīng)用[M].北京：中國石化出版社，2011.

[5] 唐永進(jìn).壓力管道應(yīng)力分析[M].第二版.北京：中國石化出版社，2010.

Set the Selection of Chemical Pipes

Li Hai

Industry as one of the most important driving force for national economic，in the future will be more and more fierce international competition，we should start from the oil infrastructure equipment，optimizing equipment，oil storage，transport structure system stability，security and the efficient delivery time.In this paper，the frame type and layout environment for petrochemical pipe was discussed to provide reasonable solutions for petroleum enterprise pipe support selection and the principle of setting up，for better social services to make reference for the petroleum industry.

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TE973

A

：1003-6490（2016）12-0066-02

2016-12-19

黎海（1972—），男，湖北監(jiān)利人，高級工程師，主要從事設(shè)備及管道布置設(shè)計(jì)工作。