管道支吊架

管道支吊架

摘要本文主要介绍石油化工管道支吊架的一些规定。

关键词管道支吊架

一、管道支吊架分类

管道支吊架根据其功用分为以下几类：

承重架：用来承受管道的重力及其它垂直向下载荷的支架：

刚性支吊架：用于无垂直位移的场合；

可调刚性支架：用于无垂直位移、安装误差严格的场合或泵出口。

可变弹簧支吊架：用于有垂直位移的场合。

限制性支架：用来阻止、限制或控制管系位移的支架：

固定架：限制管道的各个方向的位移；

限制性支架：限制管道位移的支吊架。其中，只限制管道水平方向位移的支架称为导向架；只限制管道轴向位移的支架称为限位架。管道在受限制方向应保留1.5mm或2mm的默认间隙。

恒力弹簧支吊架：用于垂直位移大、希望保持管道在冷、热状态下支吊点的荷载不能变化很大的场合。

防振支架：用于限制、缓和往复式机、泵进出口管道和由地震、风压、水击、安全阀排出反力引起的管系振动的支架：

阻尼器：缓和往复式机泵、地震、水击、安全阀排出反力等引起的油压式振动。

特殊支架：非标支架，特殊支架是常规支架的组合和调整。可能是限位、导向元素与管托之间的距离有特殊要求，例如30mm等；也可能是弹簧支架与其它支架形式的组合。

二、管道支吊架的跨距

管线的跨距由管线的刚度和强度决定，取刚性跨距和强度跨距两者中小值为管线的跨距值。水平管线的跨距可在《石油化工装置工艺管道安装设计手册》（第一篇设计与计算）中查找。

管道的最大导向支架间距参见下表

表1垂直管段导向支架间的最大间距

表2水平管段导向支架间的最大间距

三、确定管道支吊架位置的要点

要满足管道最大允许跨度的要求；

在有集中荷载时，支架要布置在靠近荷载的地方，以减少偏心荷载和弯曲应力；

在敏感设备（泵、压缩机等）附近，应设置支架，以防管道荷载作用于设备管口；

往复式压缩机的吸入或排出管道及其他有强烈振动的管道，宜单独设置支架，并与建筑物隔离，以避免将振动传递到建筑物上；

承重支架应安装在靠近设备管口处，以减少管口受力；

除振动管道外，应尽可能利用建筑物、构筑物的梁柱作为支架的生根点，且应考虑生根点所能承受的荷载；

对于需要作应力计算的管道，应根据应力计算结果设置管架；

管道尽量集中布置，如成排布置，便于做联合支架，尽量减少分散独立设置

的柱式架。同时达到整齐美观；

管道成组布置时，水平管管托底面和不保温管的管底应取齐，以便设计支架；

支架设在不妨碍管道与设备的连接和检修的部位；

采用弹簧支座或吊架时，管道与生根构件之间应有足够的空间。

四、管道支吊架选用的原则

在选用管道支吊架时，应按照支承点所承受的荷载大小和方向、管道的位移情况、工作温度、是否保温或保冷、管道的材质等条件选用适合的支吊架；

设计管道支吊架时，应尽可能选用标准管卡、管托和管吊；

下列情况，不得采用焊接型的管托和管吊：

管内介质温度等于或大于400℃的碳素钢材质的管道；

低温管道；

输送浓碱的管道；

合金钢材质的管道；

生产中需要经常拆卸检修的管道；

架空敷设且不易施工焊接的管道；

非金属衬里管道；

需热处理的管道；

当架空敷设的管道热胀量超过70mm时，应选用加长管托，以免管托滑落；

凡支架生根在设备上时，应向设备专业提出所用预焊件的条件；

对于荷载较大的支架位置要事先与有关专业联系，并提出支架位置、标高和载荷情况。

五、典型配管的管道支架设计

塔类设备的管道支架设计：

附塔管线，在靠近管口处的第一个支架应为承重支架，如再设第二个承重支架时应为弹簧支吊架。一般在承重支架之下，按规定间距设置导向架；

塔外壁上的支架设置，如图1所示。导向支架的间距，如表1所示；

要特别注意最下面的一个导向支架距管道转弯处至少为1/3H，以免影响管道的自然补偿。

图1塔支架设置示意图

安全阀管道的支架设置：

安全阀的出口离安全阀近处应设置一个固定支架，经过管道应力计算后确定出口立管是否用加导向架。

安全阀的出口旁通线处也应设置固定支架。

多个安全阀汇集的排放总管，如果各排放安全阀排放介质是高温、中压以上的压力工况，除进行汇集总管的大小计算以外，还应进行流速校核，管架及强度校核，包括应力计算。

图2安全阀配管及支架设置示意图

调节阀组的支架设置：

调节阀组通常在管道的弯头下设置支架，对于常温的管道可采用固定架，对于有热膨胀的管道，应根据管道柔性分析的要求，将一个架设置成固定架，另一个架设置成滑动架或导向架。如阀组很长，仅在阀组两端支撑，会使阀组中间受力过大，应在中间增加一个支架，中间支架最好采用可调式支架，以便安装。中间架也可设置成固定架，热胀时向两端位移。

罐类管支架的设置：

罐类管支架的设置与塔类大致相同，但应注意的问题是：罐的荷载较大，罐与管道之间会加金属软管，管道的支架不允许加在罐和金属软管之间。图3为错误的支架加法。

图3错误的支架加法

结语

综上所述管道支吊架是管道设计中的一个重要环节。管道支吊架设计不当会导致运行中管道损坏，严重时会导致停车。因此，管道支吊架在工程设计中不可忽视。正确的管道支吊架设计，对于改善管系振动、适应管系热胀冷缩等都有着重要的作用和意义。

参考文献

SH3012-2011，石油化工金属管道布置设计规范；

石油化工装置工艺管道安装设计手册第一篇设计与计算