在管道系统中,管道支吊架的作用在于合理的承受管道的静荷载、动荷载和偶然荷载;合理约束管道的位移;保证在各种工况下管道应力均在允许范围内;满足管道所连设备对接口推力(力矩)的限制要求;增加管道系统的稳定性,防止管道振动。
1、承受管道荷载
承受管道荷载是管道支吊架的基本功能,概括起来,管道管道支吊架承受的荷载主要包括:
1)管子、阀门、管件和保温结构的重力;
2)管道支吊架零部件自重;
3)管道所输送介质的重力;
4)蒸汽管道水压试验或管道清洗时的介质重力;
5)管道上柔性元件(如波纹管补偿器、金属软管等)的内部压力所产生的作用力;
6)管道支吊架约束管道位移(包括热胀、冷紧和端点附加位移)所承受的约束反力、力矩和弹簧管道支吊架转移荷载;
7)管道位移时在活动管道支吊架上引起的摩擦力;
8)室外管道的风雪荷载;
9)正常运行时由于种种原因产生的管道振动力;
10)管内流体动量突变(如水锤)引起的瞬态作用力;
1 1)流体排放时产生的反作用力;
12)地震引起的荷载。
2、合理约束管道位移
电厂管道从安装、运行到停机检修,会出现多种工况,如冷态工况、热态工况和各种暂态工况(阀门瞬间启闭工况、安全阀动作工况等),工猊的变化往往会引起管线的位置发生变化。为确保管道整体运行的安全性、稳定性和可靠性,必须对管道某些支吊点处的特定方向的位移加以约束和限制,如用刚性吊架来约束管道在吊点处的垂直位移,用导向支架来约束管道在支点处的横向位移,用固定支架来完全约束管道在支点处的各方向线位移和角位移等。对管道限位位置、限位方向的设定以及管道支吊架的选型通过设计计算确定。
3、满足管道应力要求
管道运行中受力情况比较复杂,管道管道支吊架在设计状态下应确保计算工况的管道应力在允许范围之内,即管道在内压、自重、和其他外载作用下所产生的一次应力以及在热胀、冷缩及位移受约束时所产生的二次应力均应满足管道应力计算条件。
4、满足设备推力和力矩要求
管道两端往往与设备或联箱连接,管道运行工况的变化会对管道两端接口产生附加推力和力矩,从而对与之相连的设备或联箱产生作用力和力矩。因此,从设备安全运行的角度出发,要求管道在管道支吊架及其他载荷的共同作用下对设备产生的推力和力矩满足设备安全承受能力。
5、防止管道振动在管道系统中,通过布置具有防振、减振功能的管道支吊架,如刚性吊架、减振器、阻尼器等,来防止管道振动。此类管道支吊架都具有增加管系稳定性、控制管道振动的功能。
沧州五森管道设备有限公司 管道支吊架