计算误差主要表现 为管道支吊点荷载与位移计算不够准确。
管道支吊架承受的荷载分为3类:
(1)永久荷载,包括管子、阀门、管件、保温层及支吊架零部件的重力荷载;
(2)变化荷载,包括输送介质的重力荷载、室外管道的风雪荷载、管道振动荷载等;
(3)偶然荷载,包括管内流体动量瞬时突变(如水锤、汽锤)引起的瞬态作用力、流体排放产生的反作用力及
地震引起的荷载等。
管道理论计算较复杂,对于早期投产的机组,管道应力都是采用手工计算,计算方法不很完善,且难以进行管道动力特性(如管道振动荷载、偶然荷载等)和多分支管道的计算,计算结果精度很低,造成早期管道支吊架实际参数与理论值差异较大。目前管道应力计算均采用计算程序,计算精度和准确性已有大幅度提高,但由于计算程序本身也存在一定局限性,加上计算输入参数(如管子、管件的重力荷载等)均为计算值,与实际数值存在偏差,因此计算结果依然存在一定误差。当管道支吊点荷载计算误差较大时,则难以通过支吊架自身的荷载调整来消除计算误差,从而引起支吊架失效;当管道支吊点的计算热位移小于实际位移时,支吊架会达到行程极限位置而失效。
管道支吊点荷载、位移准确确定后,支吊架布置与选型不当也会引起支吊架失效。如恒力支吊架一般用在位移较大且对荷载要求基本恒定的位置,而刚性支吊架一般用在垂直位移为0或垂直位移虽不为0但不会引起管道过应力的位置。当在恒力支吊架相邻的位置布置刚性支吊架且两种支吊架间距很近时,此布置方式极易引起其中的某一种支吊架失效。又如在选用力矩平衡式恒力支吊架时,当根部连接方式采用的是单拉杆或单孔耳板与支承构件连接(如选用JB/T813O.1—1999中的PHB、PHC、LHB、LHC型恒力支吊架)时,则支吊架弹簧套筒轴线会出现尾部上翘或下垂现象,引起支吊架荷载与位移发生变化。若在实际工作中支吊架弹簧套筒轴线尾部上翘,则支吊点实际向下位移大于指示位移;若弹簧套简轴线尾部下垂,则支吊点实际向下位移小于指示位移。计算表明,在恒力支吊架弹簧套筒轴线翘尾转角达到9。时,支吊架实际荷载只有安装调整时的83.24 ,欠载率高达16.76 %。因此,支吊架布置与选型不当很容易引起支吊架失效。
支吊架的制造误差不可避免。如支吊架标准规定,变力弹簧支吊架的弹簧刚度极限偏差为1O ,即符合此要求的同一种型号、规格的变力弹簧支吊架,当按照弹簧高度进行荷载整定时,在同样的弹簧压缩高度下其荷载偏差最大可能达到20% ,这对横担型弹簧支吊架的影响最为严重;又如恒力支吊架的荷载恒定是相对概念,实际制造中无法做到支吊架荷载真正恒定不变。标准规定恒力支吊架在位移过程恒定度为6%,实际运行中恒力支吊架自身的荷载变化必然导致相邻吊点的荷载发生变化,当荷载变化较大时就会引起支吊架失效。此外,恒力支吊架荷载恒定度的变化对管道(其是对垂直方向受力变化较敏感的管道)各支吊点垂直方向热位移的影响较大,当恒力支吊架恒定度增大时,则管道垂直方向热位移减小 。可见,支吊架的制造误差也是引起支吊架失效不可忽视的原因之一。