8 支吊架的设计
8.1 一般规定
8.1.1 管道支吊架的设计应符合下列规定:
1 管道支吊架的设置和选型应根据管道系统的总体布置综合分析确定。支吊系统应合理承受管道的动荷载、静荷载和偶然荷载;合理约束管道位移;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;
2 支吊架间距应使管道荷载合理分布,满足管道强度、刚度、防止振动和疏放水的要求;
3 支吊架应支承在可靠的构筑物上,应便于施工,且不影响邻近设备检修及其他管道的安装和扩建;
4 支吊架零部件应有足够的强度和刚度,结构简单,应采用典型的支吊架标准产品,否则需对其强度和刚度进行计算。支吊架零部件应按对其结构最不利的组合荷载进行选择和设计;
5 管道吊架的螺纹拉杆应有足够的调整长度,具有在承载条件下直接调节管道垂直高度的能力。当吊架上下端均不能调整拉杆长度时,可采用花篮螺丝在中间调整;
6 对于吊点处有水平位移的吊架,吊杆配件的选择应使吊杆能自由摆动而不妨碍管道水平位移。在任何工况下管道吊架拉杆可活动部分与垂线的夹角,刚性吊架不得大于3°,弹性吊架不得大于4°,当上述要求不能满足时,应偏装或装设滚动装置。根部相对管部在水平面内的计算偏装值为:冷位移(矢量)+1/2热位移(矢量);
7 位移或位移方向不同的吊点,不得合用同一套吊架中间连接件;
8 不锈钢管道不应直接与碳钢支吊架管部焊接或接触,应在不锈钢管道与碳钢管部之间设不锈钢垫板或非金属材料隔垫;
9 支吊架部件不应用于设计以外的用途,也不应作为吊物或安装使用。
8.1.2 支吊架形式选择应符合下列规定:
1 弹性支吊架的选择应符合下列规定:
1)变力弹簧支吊架应选用整定式弹簧支吊架。并联弹簧应有相同的刚度;
2)由管道垂直位移引起变力弹簧支吊架的荷载变化系数应按式8.1.2计算,且不应大于25%;
3)选用恒力支吊架时,其公称位移量应在计算位移量的基础上留有20%裕量,且裕量最小为20mm。计算位移量应计及由于水平位移引起垂直位移的变化;
4)当有水平位移时,弹簧支架宜加装滚柱、滚珠盘或聚四氟乙烯板;当水平位移较大时,不宜设置弹簧支架。
2 刚性支吊架的选择应符合下列规定:
1)刚性支吊架包括刚性吊架、滑动支架和固定支架;
2)支吊架装置选型时,宜采用合适的刚性支吊架;
3)在需要控制管道振动、限制管道各方向位移或管道较长时,宜在适当位置设置固定支架;固定支架的水平力应计入其他支架的摩擦力、承受管道的热胀冷缩作用力和弹性支吊架的转移荷载对水平力的影响;
4)采用柔性补偿装置的管道应设置固定支架和导向支架;
5)滑动支架应允许管道水平方向自由位移,滚动支架应允许水平管道沿轴线方向自由位移,只承受垂直方向的各种荷载。
3 限位支吊架的选择应符合下列规定:
1)限位支吊架应选用限位支架和导向支架;
2)限位支架和导向支架在预定约束方向上的冷态间隙应计及管道径向热膨胀量,不宜超过2mm。
4 减振装置的选择应符合下列规定:
1)减振装置应选用弹簧减振装置和液压阻尼装置;
2)弹簧减振装置用以限制管道振动或晃动位移,根据具体情况需控制管道不同方向的振动时,可装设几个不同方位的弹簧减振装置;
3)弹簧减振装的最大工作行程应在减振器防振力调节量与管道位移引起减振装置轴向位移量之和的基础上留20%的裕量,且裕量最小为15mm;如果无法确定减振装置防振力调节量时,弹簧减振装置的最大工作行程应在管道位移引起减振轴向位移量的基础上留40%裕量,且裕量最小为25mm。
5 阻尼装置的选择应符合下列规定:
1)根据需要,阻尼装置可选用抗振动阻尼装置和承受瞬态力阻尼装置;
2)对于控制管道轴向振动的阻尼装置,当沿管道轴向平行安装两台阻尼器装置时,单台阻尼装置的荷载应按该点工作荷载的75%进行选用;
3)阻尼装置的行程应大于管道热位移引起的阻尼装置轴向位移量,且单侧应至少留有10mm的裕量。
8.1.3 支吊架布置应符合下列规定:
1 设备接口附近的支吊架间距和形式,除符合管道的强度、刚度和防振要求外,还应使设备接口所承受的管道最大推力和力矩在允许范围内,且不应限制设备接口位移;
2 在靠近阀门、三通等集中荷载处宜布置支吊架;
3 装设波纹管补偿器或套筒补偿器的管道应根据管道补偿需要和补偿器性能,设置固定支架和导向装置,将管道热位移正确地引导到补偿器处,并应满足补偿器制造厂的要求;
4 安全阀排汽管道的自重和排汽反力应由支吊架承受;对于开式排放系统,当阀管上不设支吊架时,应对安全阀进出口接管和法兰进行强度核算;
5 在П形补偿器两侧适当位置宜设置导向装置;
6 当设备接口承受过大的管道推力或力矩时,如装设限位装置,其位置及限位方向应通过计算确定;
7 对于室外管道吊架的拉杆,在穿过保温层处应装设防雨罩;
8 主蒸汽及再热蒸汽管道的汽锤力宜设置限位支架承受,限位支架布置困难时可设置阻尼装置,限位支架及阻尼器装置宜沿管道的轴向约束;
9 支吊架的布置应使支管连接点和法兰接头处承受的弯矩值,控制在安全的范围内;
10 为防止管道侧向振动,垂直管道宜设置适当数量的管道侧向约束装置。