所以通常要設(shè)彈簧支吊架來接受管道荷重。 12. 管道在支架上滑動的軸向答應(yīng)位移量 管道在支架上滑動的軸向答應(yīng)位移量不宜超越定型滑動管托長度的 40%, 防止管道在熱脹時(shí)將管托滑落于支架梁的下面, 而在冷縮時(shí)不能康復(fù)原位 形成管道或支架損壞。如在抵償值答應(yīng)的規(guī)模內(nèi),管道的位移量超越管托長度的 40%時(shí),可將管托長度恰當(dāng)加大。 13. 支吊架的方位斷定
29
從前面的介紹中能夠看出,不一樣的支吊架型式對生根條件有不一樣的需求,而 從保障管系的本身強(qiáng)度、穩(wěn)定性、防振以及對邊界條件的需求來說,總存在著在 管系的某個(gè)當(dāng)?shù)刂巍⒉⒁蕴囟ǖ闹Ъ苄褪街螢樽罾硐搿I鲜龅膬蓚€(gè)條件有時(shí) 是矛盾的,即最理想的支撐方位并不必定具有支架生根條件,可用的生根條件并 不必定滿意最理想的支架型式需求。要處理好這樣的疑問是對比難的,或許說要 將它上升到理論上去論說是對比難的,有時(shí)工程經(jīng)歷比理論更適用。實(shí)踐的空間 管系也是多元化的。 1) 根本準(zhǔn)則
(1) 關(guān)于不一樣的管系,在斷定其支吊架方位時(shí)都應(yīng)遵守下列根本準(zhǔn)則:管道 支吊架的方位、數(shù)量、型式等應(yīng)能滿意管系靜應(yīng)力剖析的需求。這個(gè)需求包含管 系本身的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、位移以及對相連設(shè)備、生根設(shè)備的力學(xué)需求; (2) 管道支吊架的方位、數(shù)量、型式應(yīng)能滿意管系動應(yīng)力剖析的需求。這個(gè) 需求包含管系對管道的機(jī)械振蕩、水擊、放空反沖擊、地震、風(fēng)載等載荷作用下 的力學(xué)需求; (3) 管道支吊架應(yīng)具有相應(yīng)的生根條件。當(dāng)該條與上述兩條發(fā)作沖突肘,應(yīng) 思考改動管系的走向,最終使上兩條需求得到滿意; (4) 支吊架應(yīng)盡能夠利用已有的建構(gòu)筑梁柱、渠道、設(shè)備本體、加熱爐鋼結(jié) 構(gòu)、地上等作為生根點(diǎn)。關(guān)于有能夠會集支撐的管道,應(yīng)盡能夠挑選適合的當(dāng)?shù)?和方式會集支撐; (5) 支吊架方位應(yīng)不妨礙操作人員的通行、設(shè)備的維修和管道的拆開等; (6) 支吊架的方位尚應(yīng)思考經(jīng)濟(jì)性準(zhǔn)則。例如,關(guān)于管道對比會集的管廊, 其跨距應(yīng)視大都管道的答應(yīng)跨距而定, 而不宜以少量較小直徑管道的答應(yīng)跨距確 定; (7) 支吊架的方位應(yīng)盡能夠整齊有序,使支撐作用美觀大方。
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2)
承重支吊架方位的斷定
承重支吊架的方位除滿意上述的根本準(zhǔn)則之外,尚應(yīng)契合下列需求: (1) 支吊架方位應(yīng)能滿意管道答應(yīng)跨度的需求??缇嘈枨笠姾筮吽?; (2) 當(dāng)有會集載荷時(shí),支架應(yīng)安置在接近會集載荷的當(dāng)?shù)?,以削減偏心載荷 和彎曲應(yīng)力; (3) 在靈敏設(shè)備(泵、緊縮機(jī))的附近,宜設(shè)置承重支架,以防止設(shè)備嘴子接受 過大的管道荷載; (4) 支吊架應(yīng)設(shè)在彎管和大直徑三通式分支管附近;
(5) 當(dāng)塔器的水平管嘴直接設(shè)備 DN 注 150 的閱門時(shí),應(yīng)在閥門附近設(shè)承重 支架; (6) 沿立式容器、立式設(shè)備等敷設(shè)的豎直管道,應(yīng)在盡能夠接近嘴子處的豎 管上設(shè)承重支架; (7) 通常較長的豎直管道,應(yīng)在接近上面的端部設(shè)承重支架; (8) 當(dāng)某些管道元件需求拆開移走或相連設(shè)備需求拆開移走時(shí),應(yīng)思考相連 管子的穩(wěn)定性必要時(shí)應(yīng)設(shè)承重支架。 3) 固定支架方位的斷定
固定支架的方位除滿意上述的根本準(zhǔn)則之外,尚應(yīng)契合下列需求: (1) 關(guān)于雜亂管系, 可用固定支架將它劃分紅幾個(gè)形狀較先簡略的管段, L 如 形管段、U 形管段、Z 形管段等,以便分段遇行剖析核算和柔性規(guī)劃; (2) 斷定管道固定支架方位時(shí),應(yīng)使其有利于兩固定點(diǎn)之間管段的天然抵償;
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(3) 選用 π 形抵償器時(shí),宜將其設(shè)置在兩固定支架的中部不能坐落兩固定支 架的中部時(shí),π 型抵償器距固定支架的間隔不宜小于兩支架間隔的 1/3; (4) 固定支架宜接近需求束縛分支管位移的當(dāng)?shù)兀?(5) 固定支架應(yīng)設(shè)置在需求接受管道振蕩、沖擊載荷或需求束縛管道多方向 位移的當(dāng)?shù)兀?(6) 迸出設(shè)備的技術(shù)管道和非常溫的共用工程管道,宜在設(shè)備分界處設(shè)固定 支架; (7) 落地生根的調(diào)理閱組、蒸汽分配管、其它閥組和分配管等,應(yīng)一端設(shè)固 定支架,但此刻固定支架的方位不該阻止管系的熱抵償。
4)
導(dǎo)向支架方位的斷定
(1) 豎直管道較長時(shí),為了防止因風(fēng)載荷等致使的管道大幅度振蕩或搖擺, 應(yīng)在中間若干方位設(shè)置導(dǎo)向支架,以添加其穩(wěn)定性。 (2) 管廊上管道直線間隔較長并且中間無固定點(diǎn)和止推支架時(shí),應(yīng)在中間若 干點(diǎn)設(shè)置導(dǎo)向支架,以防止管道發(fā)生橫向不穩(wěn)定: (3) 管道在拐彎處有較大位移并影響到附近管道或其它設(shè)備時(shí),應(yīng)在恰當(dāng)位 置設(shè)置導(dǎo)向支架; (4) 答應(yīng)管道軸向位移而不答應(yīng)橫向位移的方位應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向支架; (5) 水平設(shè)置的 π 型抵償器兩邊應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向支架,導(dǎo)向支架距抵償器的中間 方位應(yīng)為 32DN~42DN;
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(6) 水平設(shè)置的自在型波紋管膨脹節(jié)兩頭應(yīng)設(shè)置若干導(dǎo)向支架,組導(dǎo)向 支架距膨脹節(jié)中間方位應(yīng)不大于 4DN,第二組導(dǎo)向支架距組應(yīng)不大于 14DN; (7) 導(dǎo)向支架的方位應(yīng)不影響管道的天然抵償。通常狀況下,管道的彎頭、 分支處不該設(shè)導(dǎo)向支架。 5) 限位支架方位的斷定 限位支架方位的斷定
限位支架的方位除滿意上述的根本準(zhǔn)則之外,尚應(yīng)契合下列需求: (1) 限位支架在某些場合可代替固定支架,如抵償器的兩頭,設(shè)備邊界線的 管道固定點(diǎn)等;
(2) 在熱態(tài)狀況下,當(dāng)管系的熱脹方向朝向靈敏設(shè)備嘴子時(shí),可在恰當(dāng)?shù)奈?置設(shè)置逆熱膨脹方向的止推支架; (3) 剛度較大的管道對設(shè)備、設(shè)備根底等發(fā)生較大推力時(shí),可在恰當(dāng)?shù)姆轿?設(shè)止推支架。 1) 防振支架方位的斷定
防振支架的方位除滿意上述的根本準(zhǔn)則之外,尚應(yīng)契合下列需求: (1) 有機(jī)械振蕩的管道,應(yīng)設(shè)防振管卡。防振管卡的數(shù)量及方位應(yīng)滿意管系 動應(yīng)力剖析的需求; (2) 有地震設(shè)防需求的管道應(yīng)在恰當(dāng)方位設(shè)置防振支架; (3) 能夠發(fā)作水擊、兩相流等并且能致使管道的振蕩時(shí),應(yīng)在恰當(dāng)方位設(shè)置 防振管卡; (4) 防振支架的生根有些應(yīng)有足夠的剛度;
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(5) 防振支架應(yīng)盡量沿地上設(shè)置; (6) 防振支架宜設(shè)獨(dú)立根底,并防止生根在廠房的梁柱上。 14. 沖突系數(shù) 1) 在管道柔性規(guī)劃中, 應(yīng)思考支架沖突力的影響, 沖突系數(shù)應(yīng)按下表挑選。
沖突類型 滑動沖突
接觸面 鋼對混凝土 鋼對鋼 聚四氟乙烯對不銹鋼
沖突系數(shù) μ 0.6 0.3 0.1 0.1
滾動沖突 2) 3) 擾。 4)
鋼對鋼
重要聯(lián)系進(jìn)行應(yīng)力剖析時(shí)應(yīng)思考沖突力對整個(gè)管系的受力分配。 關(guān)于滾動設(shè)備應(yīng)盡能夠選用吊架,以削減沖突力對設(shè)備嘴子受力的干
當(dāng)選用吊桿或彈簧吊架接受管道荷載時(shí),可不思考沖突力的影響。
15. 例題 彈簧支吊架編號(彈簧號)的選定 當(dāng)用核算機(jī)程序?qū)艿肋M(jìn)行應(yīng)力剖析時(shí),某些程序有自動挑選彈簧支吊架的 功用,人工核算時(shí),可依據(jù)彈簧所能接受的荷載和管道的筆直位移量選 擇彈簧。管道的筆直位移量,可按本章第四節(jié)介紹的方法核算,彈簧所接受 的荷載由下述準(zhǔn)則斷定。 管道熱位移向上時(shí):
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設(shè)備荷載 = 作業(yè)荷載+位移量彈簧剛度 管道熱位移向下時(shí): 設(shè)備荷載 = 作業(yè)荷載一位移繭彈簧剛度 CD42135-89 系列彈簧荷載選用見表 15-2-42。運(yùn)用此表時(shí),把管道的根本 荷載視為彈簧的作業(yè)荷載,再依據(jù)位移方向及巨細(xì),在表中查出設(shè)備荷載。查出 設(shè)備荷載后,再依據(jù)下式核算荷載改動率,使其小于或等于 25%: 荷載改動率 = [(|PG-PA|)/PG] X 100%≤25% 式中 PG――作業(yè)荷載; 0.9144FR+MR≤26.689De 式中 De――當(dāng)量直徑,mm;當(dāng)管口公稱直徑不大于 200 時(shí),De=管口公稱直徑;當(dāng)管口公稱直徑大于 200 時(shí),De=(管口公稱直徑+400)/3; FR――單個(gè)管口上的合力,當(dāng)接收選用無束縛脹大節(jié)時(shí)應(yīng)包含壓力發(fā)作的效果力(凝汽式汽輪機(jī)垂 直向下出口可不思考脹大節(jié)內(nèi)壓推力),N; MR――單個(gè)管口上的合力矩,N?m。 FR = (Fx2+Fy2+Fz2)1/2 MR = (Mx2+My2+Mz2)1/2 式中 Fx、Fy、Fz――單個(gè)管口上 X、Y、Z 方向的效果力,N; Mx、My、Mz――單個(gè)管口上 X、Y、Z 方向的力矩,N?m。 (2)進(jìn)汽口、抽汽口和排汽口上的力和力矩組成到排汽口中心處的合力及合力矩應(yīng)滿意以下兩個(gè)條 件: 1)合力和合力矩應(yīng)滿意以下條件: 0.6096 Fc+MC ≤13.345DC 其間: Fc――進(jìn)汽口、抽汽口和排汽口的合力,N; Mc――進(jìn)汽口、抽汽口和排汽口的力與力矩組成到排汽口中心處的合力矩,N?m; Dc――按公稱直徑核算得到的各管口面積之和的當(dāng)量直徑,mm。 當(dāng)各管口面積之和折組成圓形的折算直徑不大于 230mm 時(shí), =折算直徑; Dc 當(dāng)各管口面積之和折 組成圓形的折算直徑大于 230mm 時(shí),Dc =(折算直徑+460)/3。
2) FC 和 MC 在 X、Y、Z 三個(gè)方向的分力和分力矩應(yīng)滿意以下條件: |Fcx| ≤8.756Dc |Fcy| ≤21.891Dc |Fcz| ≤17.513Dc 式中 Fcx、Fcy、Fcz―― Fc 在 X、Y、Z 方向上的分力,N; Mcx、MCy、Mcz――MC 在 X、Y、Z 方向上的分力矩,N?m。 (3)關(guān)于具有向下排汽口的凝汽式汽輪機(jī),其排氣口裝置元束縛脹大節(jié)時(shí),答應(yīng)存在由壓力導(dǎo)致的 附加力(此附加力筆直于排出口法蘭面并效果于中心)。關(guān)于此種汽輪機(jī),在進(jìn)行(1)、(2)兩項(xiàng)校核過程 中,核算排汽口上的筆直分力時(shí)不包含壓力荷載。 關(guān)于具有向下排汽口的凝汽式汽輪機(jī),還應(yīng)進(jìn)行如下校核: 一起思考壓力荷載和其它荷載時(shí),如果效果于排汽口的筆直分力不超出排汽口面積的 0.1069 倍, 則以為壓力荷載在排汽口導(dǎo)致的效果力是答應(yīng)的。力的單位為 N,面積單位為 mm2。 9. 對高溫管道,用較厚的管子替代較薄的管子時(shí),應(yīng)留意啥問題? |Fcx| ≤13.345Dc |Fcy| ≤6.672Dc |Fcz| ≤6.672Dc
答:管子壁厚的添加進(jìn)步了管道的剛度,添加了管壁截面積和自重,因此有必要對管道的柔性進(jìn)行 剖析,以校核固定點(diǎn)、設(shè)備管口和各支吊架的載荷,還應(yīng)校核彈簧支吊架的型號是不是適宜。 10. 塔頂部管口的熱脹大量(初位移)應(yīng)怎么斷定? 答:塔頂部管口可分三類處置,即封頭中心管口、封頭斜插管口和上部簡體徑向管口,管口的熱 脹大量分別按下列辦法斷定:
(1)封頭中心管口熱脹大量的核算 封頭中心管口只有一個(gè)方向的熱脹大,即筆直方向,思考到從塔固定點(diǎn)至封頭中心管口之間能夠 存在操作溫度和原料的改變,故總脹大量按下式核算:
Y =Llαl(tl-t0)+L2α2 (t2-t0)+……+Liαi(ti- t0) 式中 Y――塔頂管口總的熱脹大量,cm;
――(5-1)
Li――塔固定點(diǎn)至封頭中心管口之間因溫度和原料改變的分段長度,m; Αi――線脹大系數(shù),由 20℃至 ti℃的每米溫升 1℃時(shí)的均勻線脹大量,cm/m?℃; Ti――各段的操作溫度,℃; To――裝置溫度,通常取 20℃。 (2)封頭斜插管口熱脹大量的核算 封頭斜插管口有兩個(gè)方向的熱脹大,即筆直方向和水平方向的熱脹大,筆直方向的熱脹大量核算 同(5-1)式,水平方向的熱脹大量按下式核算: X = Lαl(t -to) 式中 X――封頭斜插管口水平方向的熱脹大量,cm; L――塔中心線距封頭斜插管口法蘭密封面中心的水平間隔,m; α1――線脹大系數(shù),由 20℃至 t℃的每米溫升 1℃時(shí)的均勻線脹大量,cm/m?℃; t――塔頂部的操作溫度,℃; to――裝置溫度,通常取 20℃。 (3)上部簡體徑向管口熱脹大量的核算 上部簡體徑向管口有兩個(gè)方向的熱脹大,即筆直方向和水平方向的熱脹大,筆直方向的熱脹大量 核算同式(5-1),水平方向的熱脹大量按下式核算; X = Lαl(t -to) (5-3) ――(5-2)
式中 X――上部筒體徑向管口水平方向的熱脹大量,cm; L――分餾塔中心線距上部簡體徑向管口法蘭密封面的間隔,m; α1――線脹大系數(shù),由 20℃至 t ℃的每米溫升 l℃時(shí)的均勻線脹大量,cm/m?℃; t――塔上部的操作溫度,℃; t0――裝置溫度,通常取 20℃。 11. 在管道柔性規(guī)劃中,核算溫度取正常操作溫度,是不是老是偏于安全? 答:在管道柔性規(guī)劃中,核算溫度取正常操作溫度,并非老是偏于安全的。因?yàn)?,在進(jìn)行管道柔 性規(guī)劃時(shí),不只應(yīng)思考、正常操作條件下的溫度,還應(yīng)思考開車、泊車、除焦、再生等狀況。 12. 在石油化工管道規(guī)劃中能夠遇到哪些振蕩? 答:在石油化工管道規(guī)劃中常見的振蕩有: (1)往復(fù)式緊縮機(jī)及往復(fù)泵進(jìn)出口管道的振蕩; (2)兩相流管道呈柱塞流時(shí)的振蕩; (3)水錘; (4)安全閥排氣體系發(fā)作的振蕩; (5)風(fēng)載荷、地震載荷導(dǎo)致的振蕩。 13. 往復(fù)緊縮機(jī)、往復(fù)泵的管道振蕩剖析應(yīng)包含哪些內(nèi)容? 答:振蕩剖析應(yīng)包含: 1) 2) 氣(液)柱固有頻率剖析,使其避開激振力的頻率; 壓力脈動不均勻度剖析,選用設(shè)置緩沖器或孔板等脈動按捺辦法,將壓力不均勻度控制在允
許規(guī)模內(nèi);
3)
管系構(gòu)造振蕩固有頻率、振蕩及各節(jié)點(diǎn)的振幅及動應(yīng)力剖析,通過設(shè)置防振支架,優(yōu)化管道
安置,過大管道振蕩。 14. 何謂共振?在往復(fù)式機(jī)泵管道規(guī)劃中能夠引發(fā)共振的要素有哪些?可選用哪些辦法防止發(fā)作 共振? 答:當(dāng)效果在體系上的激振力頻率等于或挨近體系的固有頻率時(shí),振蕩體系的振幅會急劇增大, 這種表象稱為共振。 在往復(fù)機(jī)泵管道規(guī)劃中能夠引發(fā)共振的要素有:管道安置呈現(xiàn)共振管長;緩沖器和管徑規(guī)劃不妥 形成流體固有頻率與激振頻率堆疊導(dǎo)致氣(液)柱共振;支承方式設(shè)置或管道安置不妥等形成管系機(jī)械 振蕩固有頻率與激振蕩頻率堆疊。要防止發(fā)作共振,應(yīng)使氣(液)柱固有頻率、管系的紡構(gòu)固有頻率與 激振力頻率錯(cuò)開。管道規(guī)劃時(shí)應(yīng)進(jìn)行振蕩剖析,合理設(shè)置緩沖器,避開共振管長,合理安置管道和設(shè) 置支架。 15. 管道柔性規(guī)劃和防震規(guī)劃有何聯(lián)系? 答:管道的柔性規(guī)劃是確保管道有滿意的柔性以吸收因?yàn)闊崦?、冷縮及端點(diǎn)位移發(fā)作的變形。防 振規(guī)劃是確保管系有必定的剛度, 以防止在干擾力效果下發(fā)作激烈振蕩。管道的安置及支架設(shè)置在滿
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