管道布置中管道支架的選用及安裝

白喜權

（山西省安裝集團股份有限公司，山西太原 030032）

0 引言

因為管道自身熱脹冷縮，振動等原因，對管道自身安全性產生了一定的影響。對管道合理進行選用，合理對管道支架進行設計，這對提升管道安全性有積極性的作用。管道支架的種類非常多，并且材料可供選擇的范圍多，科學合理對其進行選擇能夠達到節約材料，節約建造成本的目的，尤其是針對一些振動性相對較大，熱漲冷縮現象顯著的管道，對其科學合理進行選擇尤其重要。

1 管道支架柱的布置

為了確保道路的安全通行，管道支架外邊緣和道路最小水平距離不能夠低于1.0cm。二是管道支架和附近建筑物最小水平凈距離管道支架和附近建筑物最小水平凈距離，在避開建筑物的同時，有門窗的墻壁或者是凸出來的外邊是3m，沒有門窗的墻壁或者是突出部分外邊是1.5m。三是管道支架和地面上建筑物、障礙物之間的立體交叉問題。當管道支架聽過煙道，篩分間轉運站或者是管道支架之間發生交叉碰撞的整個過程之中，必須要和有關工藝進行協商并有效解決。為這一類問題進行有效解決，可通過按比例繪制斷面圖，抓住有關位置控制點，相應降低這一范圍內的管道支架標高。

由于工業建筑當中，多個專業施工設計并不是同步完成，且不同類型基礎的尺寸大小跟埋深也不一樣，為此經常會看見地下管道和管道支架的碰撞情況發生。為了對這一類型問題有效進行解決，可以在不影響地下或者是地上管道走向的基礎之上，適當對支架柱位置進行調節，與地下管道錯開。二是地下管道位于支架柱基礎的下放或者是周邊的時候，在采取調整支架位置的時候，也要對支架柱的基礎進行埋深處理，讓地下管道從基礎頂的上方經過，或者讓支架柱基礎底標高和地下管道底標高齊平，適當對支架柱的基礎形狀進行改變。如把方形基礎改變成為長方形的基礎，促使地下管道從基礎通過。

2 管道支架的分類及其定義

依照支架的作用可以分為3個大類：承重架、限制性支架以及減振架。

2.1 承重架

用于承受管道自身重力和其他垂直向下載荷的支吊架。①滑動架。在支撐點下方支撐的托架，除了垂直方向的支撐力以及水平方向的摩擦力之外，沒有其他任何的阻力。②彈簧架。包括恒力彈簧架跟可變彈簧架兩種類別。③剛性吊架。在支撐點上方通過懸吊的形式去承受來自于管道自身的重力，以及其他垂直向下的載荷力，吊桿是一種受拉的狀態。④滾動支架。使用滾筒支撐，摩擦力相對小一些。

2.2 限制性支架

用以來組織，限制或者是控制管道系統熱位移的一種支架。①導向架。讓管道只可以朝著軸向進行一定的一種支架，并且避免因為管道彎曲或者是扭矩而產生的旋轉。②限位架。其主要作用就是限制線的位移。在所制約的軸線方面，最少會有一個方向遭受到制約。③定值限位架。在任意一軸線之上，對管道位移進行限制，直至所要求的數值，這就是我們所說的定值限位架。④固定架。對管道的所有位移進行有效限制。

2.3 減震器

用來控制或者是減少除了重力以及熱膨脹效應之外的全部的力作用所產生的管道振動支架。減震器有3種類別，分別是彈簧、油壓、機械。

3 影響支架位移的幾個因素

熱力管道在安裝的整個過程之中會涉及非常多的管道元件，其中影響到支架位移量的有5種：膨脹彎、固定支架、導向支架、滑動支架、金屬的熱膨脹。

3.1 膨脹彎

正常的熱力管道在整個安裝過程之中都設置有大量的膨脹彎，膨脹彎設置主要就是為了對管道受熱整個過程之中的膨脹量進行吸收，其設置在管道應力計算的時候必須要統一對其進行考慮分析。具體而言，膨脹彎的設置在直管段30m到50m左右最合適，太小就浪費材料，施工成本也會增加，還會引發壓力及溫度上的損失，太大則支架位移量較大，容易導致支架受力較大及滑落。

3.2 固定支架

固定支架施工是熱力管道在安裝過程之中的關鍵，如果設置不合理或者是施工過程中遺漏就會埋下安全隱患。固定支架的作用主要就是把管道膨脹量分段進行控制，防止整段管道的膨脹量集中在一起，其和膨脹彎都不能夠缺少，共同對管道熱位移進行科學合理的控制。在管道投入使用之前，一定要嚴格對固定支架的設置進行檢查，查看是否嚴格按照相關要求進行安裝和固定，不然就會使得管支架整體出現滑落的情況，引發安全事故。

3.3 導向支架

導向直接主要就是對管道位移的方向進行有效的控制，一般情況下都是在蒸汽管道進汽輪機前的一段管道上使用比較多一些，用以對管道進行控制，向指定的方向膨脹，防止機組和管道間產生太大的應力，引起機組的振動過大。

3.4 滑動支架

滑動支架主要就是用來對管道重量進行支撐，并且伴隨著管道的膨脹進行自由運動。支架預偏移量的控制就是針對滑動支架，其伴隨管道進行移動18，一旦位移量太大，就會使得支架從管廊上滑落，引發事故。

3.5 金屬的熱膨脹

管道支架位移主要就是遭受到了熱膨脹帶來的影響，不同材質管道在不同溫度下其熱膨脹系數也不同，為此熱膨脹量也有所不同。通過熱力管道的線膨脹系數能夠對管道以及支架在不同溫度之下的大致位移量進行有效計算。集中常見的熱力管道線膨脹系數見表1。

表1 常用航材平均線膨脹系數

4 管道支架的選擇原則

4.1 管道支架位置的確定

配管設計人員在管道布置的整個過程之中，必須要同時對支架位置以及設置的各方面是否具備合理性進行充分考慮以及分析。這同時也是管道和支架設計人員共同所要求的。管道支架位置確定需要考慮的因素主要有以下8個方面。

（1）承重架的距離不能夠比支架最大間距大，有壓力脈動的管道必須要依照要求的管道固有頻率對支架的間距進行決定，防止共振發生。

（2）盡可能運用已經有的土建結構構件進行支撐，以及在管廊的梁柱上進行支撐，結合a的間距對其進行考慮并分析。

（3）做柔性分析的管道，支架的位置按照實際的分析情況決定，并且將支撐的可能性進行考慮和分析。

（4）在垂直管位置彎頭周圍，或者是垂直段重心以上做承重架，垂直段長的時候，可以在下面增加設置導向架。

（5）在集中載荷大的管道組成周圍對承重架進行有效的設置。

（6）盡可讓設備接口受力減小。例如支架靠近接口，對接口并不會產生比較大的熱脹彎矩。

（7）為了后期的維修盡可能方便快捷，在對管道進行拆卸的整個過程中，最好不要做臨時支架。

（8）支架的位置以及類型必須要盡可能減少作用力對被生根部件會產生的負面影響。

4.2 滑動架

導向架是讓管道只可以朝著軸向進行移動的一種支架，并且阻止因為彎矩或者是扭矩而導致的旋轉。因為結構的因素，經常會出現限制側向線位移的作用。導向架就是在滑動架基礎之上，對管道方向束縛進行了一定的增加，避免管線側向位移等情況的出現。導向架一般設置在應力管線上，通過應力專業對應力的管徑進行科學合理計算之后才能夠給出。但是在日常配管過程之中，以下4個方面我們應當自信對導向架進行有效設置。

（1）在輸送材料的管廊上，尤其是長距離輸送時，如果沒有對膨脹彎進行設置，在設置兩個滑動架以后就必須要設置一個導向架，通過這一個導向架限制其發生橫向位移的可能。

（2）管廊上管道方向有所改變以后，必須要在對應位置上對導向架進行有效設置。

（3）由塔頂輸送下來的物料管線，第一個支架之后的支架都必須要設置為立管上的導向架。支架必須要設置成為四個方向的導向架，避免管道因為風荷載引發的搖晃。

（4）調節閥出口的第一個支架必須要設置成為導向架。

4.3 固定架

固定架是不允許支撐點存在三個軸線的全部位移或者是角位移的支架。固定架是保護性的支架，大部分情況下都強制設置成為固定性的支架。其主要的目的就是降低管道發生震動等可能性概率。一般情況下，以下幾種情況固定架一直要設置。①在長距離輸送的管廊當中，針對那一些有膨脹彎的管線而言，兩個膨脹彎一定要具備最少一個固定架。其主要的目的就是為了讓兩個固定架之間的管道應力可以全部消失在膨脹彎上。②塔頂輸送下來的管線，第一個支架必須要設置成為固定架，其作用就是為了管口的受力情況進行緩解。支架必須要設置在分頭焊縫下方大于500mm的位置。③調節閥前必須要設置一個固定架，其設置的主要目的就是為了避免調節閥因為前后的壓力，溫度等不同而引發的振動情況發生。

5 管道支座的選擇

管道支座主要分成固定支座、滑動以及滾動支座3種。管道固定支座用在固定支架上。因為管道的縱向水平推力相對較大的因素，需要通過固定支座傳遞到固定的支架上，為此一般使用管道和管托進行焊接，管托跟支架柱頂部埋件焊接的連接方式。與此同時，為了確保頂部埋件受力安全可靠，經常在頂部埋件下方設置抗剪的連接件。

管道滑動支座跟滾動支座使用在活動支架上，活動支架主要就是承受管道自身的垂直載荷力以及水平摩擦力。為了將水平的摩擦力盡可能降低，之前使用低摩擦寫書的滾動支座開展工作。因為滾動支座滾軸在使用的過程之中會出現銹化的可能性，影響滾軸滾動，摩擦效果也會受到一定的影響。為此，現階段很少會使用滾動支座開展工作。

為了對滾動支座出現的問題進行針對性的解決，并且同時達到滾動支座低摩擦系數的效果。現階段進行使用聚四氟已烯滑動支座，也就是指在鋼板之間的滑動面上涂上聚四氟乙烯材料。因為這一材料自身摩擦系數不高，且承載能力出色，其滑動支座滑動摩擦系數能夠控制在0.10以下，使用壽命以及低摩擦效果都具有優勢。

6 管道支架安裝質量通病與防治

（1）支架間距太小或者是太大。

預防：安裝單位技術部門一定要住處支架布置方案，安裝過程中重視檢查工作。

（2）活動支架安裝沒有預留偏移量。

預防：認真對管道的熱膨脹情況展開研究以及分析，對各個支架處的熱膨脹量進行分析，設計過程中不能夠遺漏對這一問題的考慮分析，在圖紙會審跟編制施工方案的整個過程之中也要分析因為熱膨脹而引發的位移情況，必要的時候要給出預留偏移量的指令，并且認真對其進行落實。

（3）束架構造或或者是材料的實際規格與相關要求不吻合。

預防：設計必須要制定所選用的支架圖紙或者是提供支架標準圖；相關施工單位中的技術部門一定要在施工方案過程中選用支架構造跟支架規格表，并且標明使用的位置，要經技術主管審批同意才可以遵照安裝；質檢部門必須要對質量嚴格進行把關。

（4）其他：如支架的定位線和管道定位線無法重合；焊縫過寬，高度不足，雙面焊變成了單面焊；螺絲連接的時候螺口外露太少，應該當墊片的位置不放墊片等。只要在暗轉之前將交底工作落實到位，在安裝的整個過程中一直堅持自檢自查的良好習慣，這一些通病都能夠有效克服。

7 結語

在管道布置的整個過程之中，管架是非常關鍵的組成部分，是和管道緊密聯系的結構部分。管架如果在選用以及安裝過程之中存在不合理的情況，管系有可能就會遭受到破壞。面對此種基本情況，管道直接的正確設置是裝置安裝運行的重要保障。