關於管道支吊架設計

2022-05-08 12:15:04 字數 4573 閱讀 2089

1、管架設計的標準

1)sh/t 3073-2004 《石油化工管道支吊架設計規範》

2)hg/t 21629 《管架標準圖》

2、管架的作用

2.1 承載

1、恆載:重力(管子及支架),雪

2、活載:重力(介質),內壓,盲板力,冷熱位移力,風

3、臨時載荷:水壓試驗,安全閥反力,**,水錘

2.2 管道支吊架按其主要功能可分為:

a) 承受管道載荷:

1、恒力彈簧支架:荷載變化率不大於6%,可調範圍10%-15%(垂直位移量大的為重錘式)

2、可變彈簧支架:荷載變化率大於6%,但不應大於25%。可活動的拉桿長度不應小於吊點處水平位移的15倍,吊桿與垂直線夾角不應大於4°(位移量大的可設兩個串連;載荷量大的可設兩個併聯)

3、剛性支吊架:無垂直位移量或者垂直位移很小。可活動的拉桿長度不應小於吊點處水平位移的20倍,吊桿與垂直線夾角不應大於3°。

4、滾動支架

5、滑動支架:蒸汽管道,熱、冷管,注意管託長度滿足位移量

b) 限制管道位移

1、導向支架(單向):帶溫塔上下管、ω及補償器兩側(不受側向力防止法蘭洩漏),兩相流易震動管道,機幫浦進出口,安全閥,放空管道,為保持管道的穩定(彎曲<0.004)按規定間距設導向支架(水平與垂直)

1)當管道在支撐點處有軸向位移且需限制橫向位移時,應選用導向支架

2)對於柔性較大、直管段較長的管道,應設定導向支架

3)設定導向支架時,應不影響管道的自然補償

4)補償器兩側宜設定導向支架。導向支架的設定宜符合下列要求:

①水平管道上π型補償器與導向支架的間距按圖ⅰ確定:

圖1 π型補償器與導向支架最大間距

②波紋管膨脹節應設在兩固定支架(限位支架)之間,波紋管膨脹節宜靠近一端固定架設定,波紋管膨脹節與各導向支架的最大間距按圖ⅱ確定。

圖2 波紋管膨脹節與導向支架的最大間距

2、限位支架(雙向)

3、固定支架:保護管口、閥門、三通、調節閥(有溫公升)一端,活塞式(容積式)機幫浦出口(縮短管架間距用管卡型不用吊架),補償器兩端,分界處,安全閥出口處。

1)當管道在支撐點處不得有任何位移時,應選用固定支架。(保護管口、閥門和三通等)

2)介質溫度等於或大於100℃或需要蒸汽吹掃的進出裝置管道,應在裝置邊界的鄰近管架上固定,固定點的位置,應與裝置外的管道布置綜合考慮。(活塞式壓縮機幫浦出口,補償器兩端)

3)補償器應設在兩固定支架(限位支架,下同)之間。π補償器距固定支架的距離應在1/3~1/2。(π補償器盡量在兩固定點中間,距兩端固定點距離不偏>2:1)

4)有熱伸長管道的調節閥組,一端宜設固定支架

5)設在管系中部的固定支架承受的水平力為較大一側水平力減去較小一側水平力的80%

6)裝置內的其他管道應根據管道走向經分析後確定固定支架的位置

c) 控制管道震動

1、減震裝置通過提高管系的結構固有頻率達到減振的效果

2、阻尼裝置通過油壓式阻尼器達到減振

主要由管機專業軟體計算進行設計

分類:1、限制和剛性式 2、彈簧式:用於熱位移較小處

3、油壓式(阻尼)(活塞上有節流孔)

3、支吊架選用和設定

3.1 管架位置的設定及生根

1、除支撐在地面及樓板外,沿牆、沿柱或依附裝置設管架(要有滿足荷載的生根處)。

2、管架間距即管道跨距要滿足管道強度及剛度條件,小於或等於管道的最大允許跨距。

3、配管時,就應該考慮管架設定的位置及基本形式

4、有集中載荷應設在集中載荷處

5、宜設在直管段上不宜設在應力集中較多處(彎頭)

6、有隔熱(保冷防燙,防凍保溫等)均應設管託,用卡推型保護非金屬材料

7、溫度≥400℃,鋼管管託應選用卡推式並有墊板(隔熱或防冷ptfe)防震用木材、對合金鋼不鏽鋼應有同材質墊板

支吊架的生根要求

1、在鋼結構上生根,其生根部位應有足夠的強度

2、砼梁、柱盡量不安在樓板上,大於0.5t力的要在一次條件上提

3、在襯裡裝置或管道上的生跟件,應在襯裡前完成其焊接工作並要注意裝置是否要補強

4、在磚牆柱上應把型鋼埋入牆體(在磚混結構上生根,應採用預埋生根件的方式,較大的荷載宜在主梁或立柱上生根)

5、在需要熱處理裝置上的生根件,應在裝置熱處理前完成其焊接工作

6、壓縮機管道管架應有獨立基礎

7、支撐在地面上的支架,當荷載較大,特別是彎矩較大或有振動載荷時,應有供其生根的基礎,基礎一般高出地面100mm以上

3.2 合理設定固定管架

1、受力條件

1) 固定支架兩側力按抵消80%算

2) 滑動管架的水平推力

2、固定管架的設定應該盡量使管道配管呈l型、z型和∏型,盡量採用自然補償來增加管道的柔性,減少應力,要有利於兩固定點間管段自然補償,按

設定固定點(將放在兩固定點中間)

3、固定管架的設定

1) 保護塔管口,減少受力

2) 保護閥門及支管(近閥門處設定)

3) 確保∏型管、補償器、波紋管膨脹節在正常工作範圍

4) 管廊去各裝置的適當位置

5) 安全閥進口及放空閥根部

6) 往復式機組出口

7) 需要限制分支管位移處

8) 總管到各裝置分支處進出裝置適當位置

9) 防振動,減少衝擊及限制位移保護管口的位置

10)不能有位移之處

11)t≥100℃或蒸汽管進裝置邊界處

12)有熱伸長管道的調節閥組,一端固定架

13)經應力分析後應設固定管架的位置

4、導向管架的設定(有熱脹冷縮位移,震動管道、需要保護機組管口)[防橫向力]

1) 不置靠近彎頭和支管連線處

2) 垂直有溫公升的上塔立管

3) 帶溫塔上下管道

4) 壓縮機透平下進出口直管段

5) 補償器、波紋管膨脹節兩側(盡量對稱設定)

6) 安全閥高空沿牆柱的放空管

7) 柔性較大直管段較長的管道

8) 設導向架不應影響管道的自然補償

9) 導向架不宜設在彎頭及支管連線處

10) 其它需要位置

4、水平荷載計算

1)滑動支架承受的水平荷載,應為管道位移時的摩擦力,可按下列不同情況進行計算:

a) 支架上平行敷設直管道時,滑動支架所承受的水平力應按公式(1)計算:

pk=kцqi1)

式中:k——牽制係數,當平行敷設1根~2根管道時,牽制係數k=1;當平行敷設三根管道時,按表1選用;平行敷設四根或四根以上管道時,按圖3選用(其中a同表1);

pk——滑動支架的水平力,n

ц——摩擦係數,按表2選用

qi——第i根管道對該滑動支架的垂直荷載,n

表1 牽制係數k

表2 摩擦係數ц

b)支架上敷設的水平彎管(見圖4),其滑動支架承受的水平力應按公式(2)、(3)計算。

圖4 水平彎管管架

px= kцqi cos2)

py= kцqi cos3)

k——牽制係數,當平行敷設1根~2根管道時,牽制係數k=1;當平行敷設三根管道時,按表1選用;平行敷設四根或四根以上管道時,按圖3選用(其中a同表1);

px——滑動支架(架i)處延x軸的水平力,n

py——滑動支架(架i)處延y軸的水平力,n

qi——第i根管道對該滑動支架的垂直荷載,n

β——兩固定點連線與x軸的夾角

ц——摩擦係數,按表2選用

5、固定支架水平載荷應包括補償器的彈性力(或管道自補償的彈性力)、由滑動支架傳來的摩擦力以及由內壓產生的管道補償器不平衡力等。幾種管道布置方式的固定支架承受的水平力,應按本規範(sh/t 3073-2004)附錄a的公式計算

6、管道支架承受的風荷載,應按gb5 0009-2001的規定計算。

7、管道支架承受的**荷載,應按sh3039-2003的規定計算。

其它 1) 支吊架的結構件應具有足夠的強度和剛度,並應盡量簡單。除選用的標準支架零部件外,支吊架架構和連線應進行強度和/或剛度計算

2) 支吊架的間距,應小於或等於管道的允許跨距

3) 當有閥門等集中荷載時,支吊架宜設定在靠近集中荷載處

4) 支吊架宜設定在直管段上,不宜設定在區域性應力較高的部位(如彎頭等處)

5) 水平敷設在支架上的有隔熱層的管道,應設定管託。垂直敷設的有隔熱層的管道,在支架處應設定能保護隔熱層的筋板或支耳等結構(不讓隔熱層與金屬支架直接磨)

6) 輸送介質溫度等於或高於400℃的碳鋼管道和合金鋼、不銹鋼管道以及需要進行焊後熱處理的管道應優先選用卡箍式管託、管吊或選用帶同類材質墊板的支吊架

7) 架設在高空不易焊接的管道、經常拆卸的管道和襯裡管道,還有鋼襯塑鋼襯膠管道、塑料管等宜選用卡箍式管託、管吊。保冷管道,應選用保冷管託、管吊

8) 滑動支架及限位支架

9) 管託的使用(保溫、保冷管道的管託)

10) 卡箍式管託的使用(高溫管道、合金鋼、不鏽鋼、需焊後熱處理管道)

11) 保冷保熱的墊板

12) 震動機組管架基礎應與廠房分開

13)垂直管道間距

14)管系的起振

管系的起振原因

1、機械運動不平衡(包括土點基礎的慣性模量)

2、管線內氣體或液體的壓力脈動,流體不規則流動,彎頭三通等部分

3、其他:**,匯擊(閥門突然啟或閉)風壓,安全閥啟跳,兩相流(壓力變化時氣體閃蒸等)

管道支吊架設定經驗

管道支架的設定對於管道設計來說是一項極為重要的工作,尤其對於那些高溫高壓 有毒可燃 強腐蝕性的管道。正確的支架設定可以滿足管道強度和鋼度的需要,同時能夠有效的降低管道對機械裝置產生較大的附加載荷,防止因管道的震動,位移等原因造成的洩露 等事故的發生,這樣就可以有效的保護管道和裝置管口,保障化工裝置的...

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