管道支架的设计

管道支架的设计
管道支架的设计

管道支架的设计

首先我们应明确哪类管架应该土建专业设计,哪类管架应该配管专业设计。支承管道的管架通常分为三部分:

1、属于土建结构部分。习惯称之为“管架”或“管廊”,包括内管

廊和外管廊。

2、管道与土建结构之间相接的各种支、托、吊部分。

3、生根在建筑结构上的各种支架,高度通常在2m以下。

通常第一类支架由配管专业提供条件,由土建专业设计完成;第二类支架通常由配管专业负责设计;第三类支架在建筑物上的预埋件由土建专业设计,其他部分由配管专业完成。

⒈管道支架的分类及定义

按支架的作用分为三大类:承重架,限制性支架和减振架。

1 承重架:用来承受管道的重力及其它垂直向下荷载的支吊架。

它又可分为:刚性支吊架、可变支吊架或弹簧吊架、恒力吊

架。

a、刚性支吊架:用于无垂直位移的场合。

b、可变支吊架或弹簧吊架:用于有少量垂直位移的场合。

c、恒力吊架:用于垂直位移较大的地方。

2 限制性支架:用来阻止、限制或控制管道系统热位移的支架。

它又可分为导向架、限位架和固定架。

a、导向架:使管道只能沿轴向移动的支架,不允许有角位移。

b、限位架:允许管子的某一点有角位移,但不允许有线位移。

c、固定架:不允许支承点有三个轴线的全部线位移和角位移。

3 减振架:用来控制或减除重力和热膨胀作用以外的任何力(如

物料冲击、机械振动、风力及地震等外部荷载)的作用所产生

的管道振动的支架。减振架有弹簧和油压式两种类型。

⒉水平管道的最大支架间距

管道支架间距是指管道的跨度。一般管道的最大支架间距是按强度条件及刚度条件计算决定,取其较小值。

管道支架的设置使管道形成分段,常见的有几种典型的形式:

a、单跨梁(有图)

b、多跨连续梁(有图)

c、L形弯管(有图)

d、U形弯管(有图)

e、三轴向弯管(有图)

①支架间距按强度条件计算:

式中:—管道支架间距,;

—管子断面系数,,通常管子的断面系数公式为;

—管道单位长度的重力,单位:;

—热态下管材受重力荷载部分的许用应力,,通常取;—

管材在热态下的许用拉应力。

②按刚度条件计算:

式中:意义同上,

—管材在热态下的弹性模量,;

—管子截面惯性矩,,;

—管子在跨中的挠度,。

按刚度条件计算时的主要因素为挠度值的选取。在装置内的管道,一般选用挠度在10~20之间,推荐采用=15。对于装置外的管道,由于常设计成有坡度的管道(2‰~5‰),其挠度采用较大值,可达38左右。

在公称直径600及以下的碳钢管道,取=15,温度在350℃

时,按刚度条件计算的值要小于按强度条件计算的值。因此,当挠度较小时,在常用的管径范围及温度范围内,管支架间距是以刚度条件控制的。当工作温度较高,且管道荷载较大时,小管道往往是要按强度条件决定支架间距的。

管道的最大支架间距在许多参考书中都能查到,注意使用选取时应留有余地。

对于L形弯管,U形弯管及三轴向弯管,其允许跨度往往按下式评定:

式中:—各直管段相加后总长。

应指出管道荷载分布是很重要的问题,特别是在土建设计的大跨度的桁架上。管道的荷载分布是与支架间距有关的,如,大管支架间距较大,有的梁不支承,荷载过于集中在少数梁上,形成支架设置与土建结构的计算不相等,这样引起梁的超载。管支架设计者与土建设计者必须沟通设计条件,这是不可忽视的问题。

⒊垂直管道的支架间距

垂直管道支架的设置,除了考虑承重的因素外,还要考虑防止风载引起的共振。在装置内较长的垂直管道多出现在塔类设备的周围或多层结构建筑物内。对此类垂直管道设备的支架间距大致可按不保温充水的水平管道支架间距进行调整。如,等。

高温垂直管道的支架间距应按前值减小1米,对每根垂直管,考虑热膨胀常选用一个承重架,其余为导向架。如图

⒋装有波形膨胀节管道的支架间距

根据美国膨胀节制造商协会的标准装有波形膨胀节的管道,支架应按左图设置。

式中:—弹性模量,;

—惯性矩,;

—管道支架间距,;

—设计压力,;

—膨胀节的有效面积,

—膨胀节的每波起始的弹性系数,波;

—膨胀节的每波的轴向行程,波。

⒌确定管道支架位置的要点

决定管道支架的位置主要考虑以下几点:

1 承重架距离不应大于支架的最大间距。

除非采取其他增加管道跨距的措施,否则这一点必须严格执

行。有压力脉动的管道还要按管道的固有频率来决定支架间

距,避免发生共振。为保证不发生共振,通常管道的固有频率

要求在8次/秒以上。

管道的固有频率可按下式求取: 

式中:—挠度,;

 所以,。

梁的支承形式不同,求挠度的公式如下:

A、特定连续架 (有图) ,式中—;

B、单跨简支架 (有图) ;

C、一端固定一端简支 (有图) ;

D、两端固定 ;

E、端点固定的悬臂梁 。

2 尽量利用已有的土建结构的构件支承,及在管廊的梁柱上支

承。

3 做柔性分析的管道,支架位置根据分析决定,并考虑支承的可

能性。

4 在垂直管到弯头附近,或在垂直段重心以上做承重架,垂直段

长时,可在下部增设导向架。

5 在集中荷载大的管道组成件附近设承重架。

6 尽量使设备接口的受力减小。

7 考虑维修方便,使拆卸管段时最好不需做临时支架。

8 支架的位置及类型应尽量减小作用力对被生根部件的不良影

响。

⒍管道布置过程中对支架位置的考虑

配管设计人员在管道布置的过程中,应同时考虑支架位置及设置的可能性、合理性、经济性等。管道走向除了满足安全生产、工艺要求、操作方便、安装维修方便外,还应考虑:

1 管道尽量集中布置,做联合支架,减少分散独立的管支架。

2 管道布置应靠近可能做支架的点,如靠近建筑物的墙、柱,

或沿平台下敷设,以便利用梁柱来支承。

3 尽量利用管道本身的自支承作用。例如:从管廊到某设备的

管道或两个设备间的管道,做到无需另设支架,既经济合

理,又满足管道柔性的需求。

4 管道柔性过大时,应增设支架减小应力和振幅,但应满足管

道的膨胀要求。

5 使用波纹膨胀节时,应考虑管内介质的内压推力。如果没有

结构能承受这种推力,就必须采用压力平衡式的膨胀节。

6 压缩机等动设备的出口管道,应设置合适的支架,避免将振

动传给其它 管道,钢结构或建筑物,这些支架从防振的角

度,应优先选用滑动支架,而不用吊架,更不易连续使用多

个吊架。

7 管道应靠近生根点,使支架构件有良好的刚度及避免承受过

大的力矩。

8 立式设备上部管口接出的管道,从设备上支承,可使相对位

移尽量小。

9 管道成组布置时,各管道的支承面应取齐,以便设计支架。

10 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。

⒎应力分析过程中对管道支架的考虑

应力分析与支架设计者应对配管及土建结构的情况详细了解,及对整个管道支撑系统进行研究,取得一致意见,确定支架的位置及类型。经过应力计算,如管道不能满足要求,应首先研究支架是否合理,能否通过限制性支架进行调整,改善各部的应力分布。如不可能,应增加管道的局部柔性。每次修改需重新计算,直至通过为止。

应力分析应从比较重要、管径大、温度高的管道开始,依次逐个进行。

在应力分析计算之前,应对管道支承的布置进行检查,检查内容如下:

1 承重架的间距是否超过最大允许间距。

2 所有支承点是否有可以生根的结构。如果没有如何解决?采用

独立的新结构或修改配管。

3 是否有小管与计算的主管相连接?判断小管加入计算的必要

性。

4 垂直段管段很长时,承重架设在何处并研究支架的类型。

5 支架生根在设备上时,支承点随设备的热膨胀发生位移是否考

虑了?

6 由于垂直管的膨胀,研究水平管上的支架脱空的可能性或产生

支承点管道应力过大的可能性。

7 采用的弹性支架是否合理。

8 采用的限制性支架的位置及类型是否安全合理。

⒏对管道上支托点位置的要求

1 优先考虑的支托点,是管子而不是阀门、管道附件、膨胀节

等。因为管子的外径是形成系列的,有利于使用标准图和通用

图。

2 一般不在水平位置的弯头、弯管上作支托点,避免局部应力增

加及影响吸收膨胀的效果;在垂直面上布置时弯头上做支承架

倒是常见的,但特别重要时,高温管道则不希望这么做。

3 支托点应优先位于维修或清洗时不拆卸的直管上。

下面讲一些典型配管的支架类型及位置。

⒐槽、罐类设备上部接管的支架

在(b)图中应考虑B点位置支架不至于脱空;(a)图中应符合垂直管段导向架间距离的要求,对高温管段应检查A-B段柔性。

⒑塔类设备管道的支架(有图)

①A支架通常尽量靠近设备管口,以减小设备口和支承点的相对热

膨胀位移,减小热膨胀的反力。

②如A支架至管口间的管道柔性不够,可改变管道走向,适当增加

管道的柔性。

③如垂直段较长,A点荷载过大,应增设B支架承重,B支架应采用弹簧架。

4 下接口管道的承重架位置设在与管道口相同的标高对热膨胀有

利。

⒒泵管道的支架(这里仅讲一例)

(a)图中RS-1支架,通常可以做成可调节高度的承重架;D

S-1是限位架,使泵入口水平管的轴线保持无偏移;泵口不至于承受过大的弯矩,RS-2支架为滑动架,应注意至弯头的距离如过小将会脱空。DS是水平限位架,对于大型的水泵出口管要注意止回阀关闭时的推力的作用。在止回阀及切断阀附近应有坚固的支架,以承受水击及重力荷载。

⒓安全阀管道的支架

安全阀的管口承受外载引起的弯矩要求尽量小,以免阀体变形,影响阀的性能。当支架设计时,除承受管道重力荷载外,还应注意泄放流体时产生的反力及其方向。

安全阀出口管第一个支架应尽量生根在刚度较大的结构上。

安全阀突然开启,容易产生振动。特别是大口径、大压差的安全阀应注意防振。出口管为气液两相时,更应注意防振及避免水击。

⒔管廊上管道的支架

①管廊上管道支架的间距,受到管廊结构的梁及柱间距的限制。小

管道支架间距用3m,大管道支架间距用6m,最常用的,对于小管道的最大允许支架间距小于3m时,最好利用大管支承小管,或在管廊的梁两侧另增加悬臂梁。

②a、固定点应设置在主梁上,不要设置在次梁上。(有图)

 b、尽量使用固定架两侧的推力相差不大。(有图)

 c、需要设波纹膨胀节或π型补偿器时,应按可能采用的π型补偿器或波纹膨胀节的补偿量确定。(有图)

③在有横向引出管道的接点时,导向架与接点或弯头的距离不宜太

近,以免影响管道的柔性。

三种常用的π型补偿器形式。(有图)

⒕管道支吊架的设计温度

和管道直接接触的支吊架部分的设计温度取管道内部的介质温度,不与管道直接接触或管道保温层外侧的支吊架部分的设计温度,取介质温度的1/3或环境温度,以二者较高的为准。

⒖管道支架生根的结构型式

常见的生根位置有:⑴生根在设备上;⑵生根在混凝土结构上;⑶生根在墙上;⑷生根在地面上;⑸生根在基础上;⑹生根在钢结构上;

⑺生根在大管上。

⑴在设备上生根

在设计从设备上生根的支架时,要求在设备上预焊生根件。这主要是因为设备造价高,制造和检验要求高,如果现场安装支架在设备壁上直接焊接,许多设备需要重新检验。

对于经过热处理或应力消除的设备,现场安装时,在设备壳体上焊接应被禁止,因为焊后残余应力会影响设备的防腐能力和机械性能,还可能出现变形。对于非金属衬里的设备,现场焊接会损坏内衬,如橡胶,塑料,玻璃等,从而导致设备不能使用。

常用的预焊件结构:

①在设备壁上贴钢板,a。(有图)

②单立板,b。(有图)

③带筋板的立板,c。(有图)

④多筋板与端板,d。(有图)

在支架与预焊件使用螺栓连接时,应注意各种螺栓适合的工作温度。

通常6~350℃,可使用Q235-A材质;351~575℃,应用耐热钢,如螺栓(35CrMo)螺母(45号);5~-20℃可使用35CrMoA或

16Mn;-21℃以下应使用奥氏体不锈钢作为螺栓材料。另外,应尽量在保温层以外使用螺栓连接,可使用普通材料的螺栓(8.8级)。

贴板结构在钢板周边焊接,如板过大受力不好,钢板超过200×200时,最好采用左图结构,用四块拼成。尤其对球面圆柱面尤为必要。

在设备上使用三角架,如设备的两个生根件之间壳体又有热膨胀,而三角架则在环境温度下,处理不好,三角架和设备壁都会产生很大的应力。因此,这种情况应尽量不使用三角架。否则需在结构上采取措施。如a图。

在实际设计中,应将预焊件的位置、荷载(力,力矩),预焊件的尺寸提供给设备设计者,以满足支架设计的要求。

⑵在混凝土结构上生根

管道布置在建筑物内时,管道支架在混凝土结构上生根是常见的.通常采用的方法有:

①预埋钢板;②型钢;③套管;④在混凝土结构上钻孔后用膨胀螺

栓固定。

1 预埋钢板便于支架安装,可适应施工中较大的位置偏差,广泛

用于柱、梁、楼板、基础等的表面。

2 预埋型钢常用于梁、柱、基础等的拐角处,这种长条预埋件,

通常用于支架位置不确定时,还可起到保护梁、柱的作用。

3 预埋套管数量可根据工程需要,大多数采用1寸钢管

(DN25),可穿过M20和M24的螺栓以连接支架构件。

4 膨胀螺栓用于支架生根,优点是不需预埋,缺点是有时位置不

适合会碰上混凝土内的钢筋,且不适用于振动和有冲击荷载的

场合。

为保证生根件有足够的强度,应将荷载包括力和弯矩,扭矩等应提交给土建结构设计者,只提供预埋板的尺寸是不够的。

对无预埋件的情况下,可采用双头螺柱夹紧型钢构件的结构,使之

抱在柱上。

在柱间加梁的情况最好采用牛腿的结构,以免钢梁受温度变化对预埋件产生过大的力。

穿过楼板的垂直管道,需要在楼板面做固定支架时,常在楼面孔周围预埋钢板,或在开孔附近预埋套管,用螺栓连接。

⑶在墙上生根

在墙上生根的支架以悬臂和三角架为主。通常的做法有:墙上预留孔,砌预制块(带有预埋钢板),以及采用膨胀螺栓固定等。

①施工比较方便。(有图)

②需要提前做预制块,以便砌墙时使用,受力较好。(有图)

③临时转孔安装膨胀螺栓,只能用于荷载小的场合。(有图)

在墙上生根支架,承载不能过大,应注意验算生根点以上的砖墙高度。

式中:—需要的填充墙高度,;

—管道的垂直荷载,;

—混凝土块宽度,;

—混凝土块厚度,或砖墙厚度,;

—悬臂的计算长度,。

生根点没有足够的砖墙重量压住是不安全的。

在墙上生根除了考虑混凝土的许用压应力外,还要考虑砖的许用压应力只有10。

⑷生根在地面上

在水泥铺砌的地面上做支架生根,由于铺砌面会受气候的影响,容易产生热胀冷缩而开裂变形,特别是受土壤冰冻层的影响而变形隆起等情况。因此,在地面上生根只限于不重要管道,并有柔性荷载小,地面变形对管道无影响的条件。

⑸在基础上生根

管道支架的荷载较大,(1000N以上),或者管道有振动,或对支架的支承要求高时,应在基础上生根。

基础的大小和埋深与荷载,地耐力,冻土深度等有关,应有土建设计者决定。

基础顶部的生根结构,通常有三种:

1 预埋钢板;

2 预埋地角螺栓;

3 预留孔,基础预留孔的深度一般为20~30倍螺栓的直径。二次

灌浆层的厚度一般在20~30之间。

⑹在钢结构上生根

支架在钢结构上生根是最常见的,通常采用焊接或用螺栓连接于梁或柱上。采用焊接的居多,这对于设计和施工都比较方便、灵活。如果荷载较大,生根部位应尽量位于主梁或柱上。若在次梁上应靠近梁和柱的接点,以减小梁 的变形,应尽量避免使梁受扭(有图)。

为避免型钢的翼缘扭曲,常在受力处增加筋板(有图)。

如果管道荷载较大,可尽量不用悬臂梁,以避免产生不必要的扭矩。

在柱上生根经常采用悬臂梁或三角架。当柱子较细时,也要避免受扭曲。在钢结构上生根不需要预埋件,但是荷载的条件仍是需要的。否则,土建结构的设计中缺少部分荷载(特别是大与5000N以上的荷载)是不安全的。

另外,弹簧支座或聚四氟乙烯滑动板支于梁上时,常需将梁局部加宽。在靠近螺栓附近,必须采用筋板加强。

⑺在大管上生根

小管道的支架间距不能太大,有时在大管与小管一同敷设时,可采

用大管支承小管的方法。其形式如左图。

图中小管必须是滑动支承。

⒗辅助钢结构

支架辅助钢结构介于管部附着件和被生根件之间,悬臂梁、三角架等结构都属于辅助钢结构。

1 悬臂架和三角架

a图是最典型的悬臂架,生根部受弯矩,端部挠度较大,L通常

≤500mm;

b图在根部设加强筋板,可减少根部的弯矩及挠度;

c图为变截面悬梁架,可采用大槽钢一分为二制作;

d图为三角支架可承受较大的力和力矩,L>750mm,但一般不大于1500mm。

2 带水平斜撑的三角架

如果水平力较大,常在三角架横向构件同一高度处增加斜水平支撑。可显著降低水平弯矩。但应注意斜支撑不要碰到其他管道或其他构件,并在有牢固的生根点时方采用。

3 上悬式型钢支架

⒘刚性吊架

通常指圆杆吊架。一般在上部结构及下部结构中均为铰接。当管道有水平位移时,吊杆成倾斜位置,有水平分力。但吊架的水平位移量是有限制的,移动范围和杆长成比例。一般吊杆的转角为2θ,θ角应控制在4°以下,以避免吊杆对管道产生过大的水平力及荷载转移。

在有热膨胀的管道中,经常采用较小的偏移量S,(L为拉杆长度)。吊杆的承重应留有余地,要考虑圆杆的腐蚀量及邻近支架转移荷载的可能性。

选用圆杆吊架时,应注意各种刚性吊架都有其最小的结构长度。选

用时,总长度应大于通用图中最小结构长度。杆的直径按荷载决定,10mm以下一般不采用。Q235-A碳钢吊杆作用拉应力宜控制在70以内。

不宜连续使用过多的吊架,在有振动的管道中不宜使用。

圆杆吊架的中部常带有花蓝螺栓,便于调节长度,同时需配有锁紧螺母,以免松动。

⒙滑动支架

管道下方有可支承的土建结构时,常选用滑动支架,管托是比较经济且简单的滑动架,常采用T形,H形型钢及钢板制造。

滑动架有水平摩擦力,对抑制振动优于吊架。滑动架多时,传递到固定点上的水平力较大。有时选用带聚四氟乙烯滑动板的支架,以降低水平摩擦力,一般当垂直荷载在1吨以上时可考虑使用。

聚四氟乙烯滑动板是工厂生产的专用产品,由聚四氟乙烯板与钢板制成,安装在设备支座及管托等下面。通常可使用一对四氟乙烯滑动板,或一块滑动板与不锈钢板配合使用。

摩擦系数:

对不保温的大口径(DN300以上)及重要管道的下面应焊接防止磨损的保护板。水平管的管托在支架中属于标准架,长度是定长的,(300,450)必要时可特殊加长。

管托支耳设计时,应防止热态滑落,对热位移较大处的管托应仔细计算,偏置安装(与位移方向相反)管托偏置是。

穿楼板的热管道尤其要注意,E值应满足热位移要求,避免管道与楼面管结构相碰,且不宜小于50mm。弹簧支架应与楼面相接,支耳应有足够长度,避免滑落,边缘最远应不越过弹簧支架中心20mm.

左图(a)设计时应注意h值不宜过大,取值应保证摩擦力产生的弯矩在允许的范围内。

滑动面以下的构件应为底部固定结构的柱式架,并可以承受弯矩。另外,设备口附近的支架应优先选用(c)图的形式,避免采用b图的形

式。

⒚可变弹簧支吊架

管道承重点如有垂直向热位移,一般要设弹性支架。弹性架最常用的是变力弹簧吊架和变力弹簧支座。有时为增加支架的承载能力可将几个弹簧并联使用(2,4,6,8个等)。有时支点的位移变化太大,以致使弹簧的荷载变化率超出了允许范围,可将几个弹簧串联使用,每个弹簧可在给定的荷载变化率的条件下增加了整个支架总的位移量。(通常串联数不超过2个)。变力弹簧支吊架的荷载变化率一般控制在25%以下。

位移量的大小随弹簧系数而变化,所以不能认为荷载变化率和弹簧系数成比例;但一般情况,弹簧系数越小,荷载变化率越小。荷载变化率越高,弹簧越接近刚性吊杆。相应地,对管道的热膨胀所产生限制越大。另外,变化率越小,相对一定的荷载和给定的位移弹簧就越笨重。

在一般情况下,弹簧架按热态吊零设计,即保证管道在热态工作状态下,按个支撑点垂直位移为零设计。管道在热态工况下具有良好的荷载分配。有时也有特殊设计需要,对某个或某几个弹簧支架按给定的安装荷载安装。

弹簧支吊架是依据热态(工作时)的荷载及垂直向热位移两个条件进行选用的。安装荷载可按下式计算:

(#) 式中:—弹簧常数;

—热位移量;

—工作荷载。

每一种K对应一个弹簧号,K可以从弹簧系列表中查出。见附录H。

一般和必须在弹簧许用荷载的范围内,约在~之间,并符合荷载变化率的要求。热位移向上时,式(#)中应采用正号;热位移向下时,

采用负号。出厂的产品应按设定设置,并用卡板卡住弹簧在被压缩的位置,便于安装,在运行前将卡板除去。垂直向热位移量采用笔算时,参见6.5介绍的算法。可变弹簧架系列有化工设计标准(),或按国际弹簧系列,见,其中几种结构型式可按需要选用。弹簧吊架因水平位移产生转角的限制要求与刚性吊架相同。

转角点的垂直向位移:

管道的垂直向热位移,除了设备的热胀所引起的以外,就是垂直管道的热膨胀,最典型的就是Z型管道。如图所示,垂直段h的膨胀量为,分配到上水平段为,分配到下水平段为。分配的量与L 的三次方成正比。

水平管上任一点的垂直向位移:

支吊点在水平管上,但水平管的两端有垂直向位移,常见到下面

的三种情况:⑴如图,一端固定,一端有位移的管段。

⑵如图,管段的两端均有同向的位移。

⒛恒力弹簧架

如果支架垂直位移很大,冷态和热态的力又必须保持在较小的变化范围内,这种要求从经济上考虑已超出了使用可变(变力)弹簧支架的范围。此时,应采用恒力架。恒力架有弹簧和重锤式两种型式。恒力弹簧架一般包括一个或更多的弹簧,弹簧的移动通过杠杆或相似的机械效应加以放大。支撑点较大的位移相应于弹簧较小的行程变化。对每一种弹簧号的支架其荷载和位移的乘积基本相等或接近。设计和制造通常都很严格,调整位移都可以从刻度上显示出来,另外恒力弹簧架有安装位置可调结构,应避免将恒力架的位移量范围用在安装高度的调解上。高

度调节不仅在安装时需要,而且当管道永久变形后也需再作调整。恒力弹簧架不是完全达到恒力,通常荷载变化值仅左右。有些产品在现场调整荷载的范围可达到。

恒力弹簧架常用上悬式,有时因地位限制也采用下支式。详见标准。

恒力弹簧架也是按荷载和垂直位移两个条件选用,并进一步从系列表找出弹簧号。在标准和中有完整的恒力弹簧架系列。国际上一般是按照制造厂制定的系列表选用。选择恒力架时,应考虑留有余地,即:全程不偏差不超过,包括摩擦力在内。恒力弹簧吊架的结构图见附录I。荷载超过系列范围可采用并联的结构,位移超过系列范围可采用串联结构。

管道支架制作安装施工方案汇总

目录 一、综合说明 (2) 二、施工技术措施 (3) 1、工艺流程 (3) 2、技术措施 (3) 三、安全管理措施 (14) 四、环境管理措施 (15) 五、质量保证措施 (16)

一、综合说明 1、保证按要求进行施工,并在所有方面令业主感到满意,遵守业主所有合理的指示和要求。 2、组织落实:由公司主管经理亲自担任工程总指挥,由优秀的项目经理担任本工程的项目经理,我公司将派出达到国内先进水平的队伍参与管理和施工。 3、质量目标:达到一次性验收合格,确保工程质量达到合格。 4、安全目标:达到无工伤、无事故、无险情,搞好文明施工。

二、施工技术措施 1、工艺流程 机械调试、材料选择 基层处理(除锈) 验收 涂刷底漆 漆膜厚度检测(中间验收) 构件制作(焊接) 构件安装 涂刷面漆 图1 施工流程图 2、技术措施 2.1旧支架、支架基础 2.1.1立柱拆除: 钢管立柱的拆除,拆除时采取装载机配合,随拆、随装、随运,及时清扫。

2.1.2基础拆除: 用于支架承重的砼基础也需及时破除,砼基础破除时,可在白天利用风镐等设备将基础凿出。 2.2、管道支架制作规定 2.2.1管道支架的形式、材质、加工尺寸、精度及焊接质量应符合设计文件和有关施工验收规范的要求。 2.2.2支架底板及吊架弹簧盒的工作面应平整。 2.2.3管道支架焊缝应进行外观检查,焊缝应均匀完整,外观成型良好,不得有漏焊,欠焊,裂纹、姣边等缺陷。 2.2.4制作合格的支架成品应及时进行防腐处理,防腐层应完整,厚度均匀。 2.2.5管道支架必须满足管道的稳定和安全,允许管道自由伸缩并符合安装高度。 2.3、支架制作 2.3.1施工前准备 1.工艺文件的编制。按照《钢结构施工与验收规范》要求编制详细的加工、制造、施焊、预装、涂装工艺。 2.焊接工艺评定及其它工艺试验:选择不同接头形式由焊接工程师下达工艺评定任务书,选派优秀、有证焊工作工艺评定试验,以确定合理的焊接坡口、焊材焊剂、焊接规范后编制焊接工艺卡。 3.焊工考试及资格确认。 4.探伤人员的资格确认。

管道支吊架设计及计算

浅谈管道门字型支吊架的设计及计算 【文 摘】 用来支撑管道的结构叫管道支吊架,管道在敷设时都必须对管子进 行固定或支承,固定或支承管子的构件是支吊架。在机电工程里,管道支架是分布广、数量大、种类繁多的安装工事,同时管道支吊架的设计和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性作用。如何采用安全适用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重点。 【关键词】 管道布置 管道跨距 管架分析 管架内力计算 一、 管道的布置 对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架,首先需对管道进行合理的布置,其布置不得不考虑以下参数: 1. 管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求; 2. 管道布置应统筹规划,做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维 修等方面的要求,并力求整齐美观; 3. 在确定进出装置(单元)的管道的方位与敷设方式时,应做到内外协调; 4. 管道宜集中成排布置,成排管道之间的净距(保温管为保温之间净距) 不应小于50mm 。 5. 输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布 置,应符合设备布置设计的要求,并力求短而直,切勿交叉; 6. 地上的管道宜敷设在管架或管墩上,在管架、管墩上布置管道时,宜使 管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡; 7. 管道布置应使管道系统具有必要的柔性,在保证管道柔性及管道对设备、 机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下,应使管道最短,组成件最少; 8. 应在管道规划的同时考虑其支承点设置,并尽量将管道布置在距可靠支 撑点最近处,但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm ,同时应尽量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿; 9. 管道布置宜做到“步步高”或“步步低”,减少气袋或液袋。不可避免 时应根据操作、检修要求设置放空、放净。 二、 管架跨距 管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。跨距太小造成管架过密,管架数量增多,费用增高,故需在保证管道安全和正常运行的前提下,尽可能增大管道的跨距,降低工程费用。但是管架跨距又受管道材质、截面刚度、管道其它作用何载和允许挠度等的影响,不可能无限的扩大。所以设计管道的支吊架应先确定管架的最大跨距,管架的最大允许跨距计算应按强度和刚度两个条件分别计算,取其小值作为推荐的最大允许跨距。 1. 按强度条件计算的管架最大跨距的计算公式: []t W q L δφ124 .2max =

管道支架的设计分析-共16页

管道支架的设计 首先我们应明确哪类管架应该土建专业设计,哪类管架应该配管专业设计。支承管道的管架通常分为三部分: 一、属于土建结构部分。习惯称之为“管架”或“管廊”,包括内管廊和外 管廊。 二、管道与土建结构之间相接的各种支、托、吊部分。 三、生根在建筑结构上的各种支架,高度通常在2m以下。 通常第一类支架由配管专业提供条件,由土建专业设计完成;第二类支架通常由配管专业负责设计;第三类支架在建筑物上的预埋件由土建专业设计,其他部分由配管专业完成。 ⒈管道支架的分类及定义 按支架的作用分为三大类:承重架,限制性支架和减振架。 ①承重架:用来承受管道的重力及其它垂直向下荷载的支吊架。它又可分 为:刚性支吊架、可变支吊架或弹簧吊架、恒力吊架。 a、刚性支吊架:用于无垂直位移的场合。 b、可变支吊架或弹簧吊架:用于有少量垂直位移的场合。 c、恒力吊架:用于垂直位移较大的地方。 ②限制性支架:用来阻止、限制或控制管道系统热位移的支架。它又可分 为导向架、限位架和固定架。 a、导向架:使管道只能沿轴向移动的支架,不允许有角位移。 b、限位架:允许管子的某一点有角位移,但不允许有线位移。 c、固定架:不允许支承点有三个轴线的全部线位移和角位移。 ③减振架:用来控制或减除重力和热膨胀作用以外的任何力(如物料冲击、 机械振动、风力及地震等外部荷载)的作用所产生的管道振动的支架。 减振架有弹簧和油压式两种类型。 ⒉水平管道的最大支架间距 管道支架间距是指管道的跨度。一般管道的最大支架间距是按强度条件及刚

度条件计算决定,取其较小值。 管道支架的设置使管道形成分段,常见的有几种典型的形式: a、单跨梁(有图) b、多跨连续梁(有图) c、L形弯管 (有图) d、U形弯管 (有图) e、三轴向弯管 (有图) ①支架间距按强度条件计算: W Z L ][σ= 式中:L —管道支架间距,m ; Z —管子断面系数,3cm ,通常管子的断面系数公式为 () D d D Z 3244-=π; W —管道单位长度的重力,单位:m N /10; ][σ—热态下管材受重力荷载部分的许用应力,MPa ,通常取 2 ][h σ;][h σ—管材在热态下的许用拉应力。 ②按刚度条件计算: 4101 W EI L ?= 式中:W L 和意义同上, E —管材在热态下的弹性模量,MPa ; I —管子截面惯性矩,4cm ,()6444d D I -= π; ?—管子在跨中的挠度,mm 。 按刚度条件计算时的主要因素为挠度值的选取。在装置内的管道,一般选用挠度在10~20mm 之间,推荐采用?=15mm 。对于装置外的管道,由于常设计成有坡度的管道(2‰~5‰),其挠度采用较大值,可达38mm 左右。

管道支吊架的设计及应注意的若干问题

管道支吊架的设计及应注意的若干问题 管道支吊架是与管道紧密联系在一起的结构,是管道重要的组成部分之一。管道支吊架设计不当,在运行中会使管道其他组件易于损坏,更严重的是会使转动设备受损,直至被迫停运。因此,该问题在工程设计中不可忽视。正确设计管道支吊架,对于改善管系振动、适应管系变形等有着重要的作用与意义。 一、管道支吊架的分类与结构组成 管道支吊架的种类很多,按功能和用途可分为4大类8小类,详见表1。从管道支承的结构及连接关系等方面考虑,管道支吊架有管部附着件、连接配件、特殊功能件、辅助钢结构及生根件等组成。 表1 管道支吊架的分类 见附件 二、管道支吊架位置的确定方法 1.确定管道支吊架位置的要点与要求 应满足管道最大允许跨度的要求,有压力脉动的管道,要按所要求的管道固有频率来决定支架间距,避免发生共振;有集中荷载时,支架应在靠近集中荷载的地方设置,以减少偏心载荷和弯曲应力;在敏感设备(泵、压缩机)附近设置支架,以防止设备嘴子承受过大的管道荷载;往复式压缩机的进出口管道或者是其它有强烈振动的管道,应单独设置支架且要落地生根,以避免振动传递;除振动管道外,应尽量利用已建构筑物的梁柱作支架的生根点,并考虑生根点所能承受的荷载,生根点的构造满足生根件的要求;要求作更详细应力分析的管道,其支架位置根据分析决定,基于维修方便,管道支吊架应设在不防碍管道与设备的连接和检修的部位;管道的支撑点在直立方向无位移时应采用刚性支吊架,有位移时应采用可变弹簧支吊架,位移量大时应采用恒力弹簧支吊架;沿直立设备布置的管道,第一个管架应设置承重支架,其后应分别设置导向支架。 2.典型配管的支架位置的确定方法 针对容器类设备上部接管的支架位置的确定,通常的作法是,每根管道都有一个

汽水管道支吊架设计手册—西北院版本

本手册作标准设计(修

改本)用 根据1983年5月20日水利电力部电力规划设计院(83)水电电规技字第39号文“关于发送一九八三年电力设计标准化计划项目的通知”,本手册应正名为“汽水管道支吊架标准设计”。考虑到生产施工实践尚不充分,故定名为手册,并作“汽水管道支吊架标准设计”(修改本)使用,待在工程中总结经验并进行必要修改后再正式报此为标准设计。 水利电力部西北电力设计院 一九八三年七月西安 前言 在电站汽水管道的设计和安装中支吊架是一项相当重要的工作。随着机组容量和参数的提高,对支吊

装置,保持管道在冷热状态时支吊点的荷载恒定不变的恒力支吊架,以及防止或减缓管道振动的减振器等。支吊架设计得好坏,及结构型式选用得恰当与否将影响管道(特别是高温高压管道)的应力状态和管道的安全运行。 支吊架工厂化专业生产是电力工业高速发展的一个重要措施。它不仅提高了劳动生产率、加快管道的安装速度,而且保证了支吊架制造质量。 本手册系根据原电力部建设总局<80>火电技字第23号文和原电力部机械制造局<81>机计字第52号文下达的由我院负责,兰州电力修造厂配合的“火电厂汽水管道支吊架结构型式研究”项目进行编制的。 本手册的内容分两部分: 第一部分:支吊架零部件及附录; 第二部分:特殊用途支吊架装置(恒力支吊架、限位装置及减振器) 支吊架零部件 目录

使用说明-------------------------------------------------------------------------------------------------1管部、连接件、根部索引----------------------------------------------------------------------------5组装示意图----------------------------------------------------------------------------------------------11管部-------------------------------------------------------------------------------------------------------16连接件----------------------------------------------------------------------------------------------------63根部-------------------------------------------------------------------------------------------------------88附录 一、焊接符号表----------------------------------------------------------------------------------------131 二、螺纹吊杆允许荷载-------------------------------------------------------------------------------131 三、钢材基本许用应力-------------------------------------------------------------------------------131 四、管道支吊架间接表-------------------------------------------------------------------------------132 五、管道断面力学性质-------------------------------------------------------------------------------158 六、根部材料表----------------------------------------------------------------------------------------160 七、弹簧系列特性数据表----------------------------------------------------------------------------184 八、常用武钢特性数据表----------------------------------------------------------------------------186 九、吊杆长度计算有关尺寸参考表----------------------------------------------------------------192

管道支架制作安装施工方案

管道支架制作安装施工方案 目录 一、综合说明 .......................................... 2 二、施工技术措施 .. (3) 1、工艺流程 (3) 2、技术措施 ........................................ 3 三、安全管理措施 ..................................... 14 四、环境管理措 施 ..................................... 15 五、质量保证措 施 (16) 1 一、综合说明 1、保证按要求进行施工,并在所有方面令业主感到满意,遵守业主所有合理的指示和要求。 2、组织落实:由公司主管经理亲自担任工程总指挥,由优秀的项目经理担任本工程的项目经理,我公司将派出达到国内先进水平的队伍参与管理和施工。 3、质量目标:达到一次性验收合格,确保工程质量达到合格。 4、安全目标:达到无工伤、无事故、无险情,搞好文明施工。 2 二、施工技术措施 1、工艺流程 机械调试、材料选择 基层处理(除锈) 验收

涂刷底漆 漆膜厚度检测(中间验收) 构件制作(焊接) 构件安装 涂刷面漆 图1 施工流程图 2、技术措施 2.1旧支架、支架基础 2.1.1立柱拆除: 钢管立柱的拆除,拆除时采取装载机配合,随拆、随装、随运, 及时清扫。 3 2.1.2基础拆除: 用于支架承重的砼基础也需及时破除,砼基础破除时,可在白天利用风镐等设备将基础凿出。 2.2、管道支架制作规定 2.2.1管道支架的形式、材质、加工尺寸、精度及焊接质量应符合设计文件和有关施工验收规范的要求。 2.2.2支架底板及吊架弹簧盒的工作面应平整。 2.2.3管道支架焊缝应进行外观检查,焊缝应均匀完整,外观成型良好,不得有漏焊,欠焊,裂纹、姣边等缺陷。 2.2.4制作合格的支架成品应及时进行防腐处理,防腐层应完整,厚度均匀。 2.2.5管道支架必须满足管道的稳定和安全,允许管道自由伸缩并符合安装高度。 2.3、支架制作

管道支吊架设计和计算

浅谈管道门字型支吊架的设计及计算 【文摘】用来支撑管道的结构叫管道支吊架,管道在敷设时都必须对管子进行固定或支承,固定或支承管子的构件是支吊架。在机电工程里,管道 支架是分布广、数量大、种类繁多的安装工事,同时管道支吊架的设计 和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性作用。如何采用安全适 用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重点。【关键词】管道布置管道跨距管架分析管架力计算 一、管道的布置 对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架,首先需对管道进行合理的布置,其布置不得不考虑以下参数: 1.管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求; 2.管道布置应统筹规划,做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维 修等方面的要求,并力求整齐美观; 3.在确定进出装置(单元)的管道的方位与敷设方式时,应做到外协调; 4.管道宜集中成排布置,成排管道之间的净距(保温管为保温之间净距) 不应小于50mm。 5.输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布 置,应符合设备布置设计的要求,并力求短而直,切勿交叉;

6. 地上的管道宜敷设在管架或管墩上,在管架、管墩上布置管道时,宜使 管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡; 7. 管道布置应使管道系统具有必要的柔性,在保证管道柔性及管道对设备、 机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下,应使管道最短,组成件最少; 8. 应在管道规划的同时考虑其支承点设置,并尽量将管道布置在距可靠支 撑点最近处,但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm ,同时应尽量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿; 9. 管道布置宜做到“步步高”或“步步低”,减少气袋或液袋。不可避免时应根 据操作、检修要求设置放空、放净。 二、 管架跨距 管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。跨距太小造成管架过密,管架数量增多,费用增高,故需在保证管道安全和正常运行的前提下,尽可能增大管道的跨距,降低工程费用。但是管架跨距又受管道材质、截面刚度、管道其它作用何载和允许挠度等的影响,不可能无限的扩大。所以设计管道的支吊架应先确定管架的最大跨距,管架的最大允许跨距计算应按强度和刚度两个条件分别计算,取其小值作为推荐的最大允许跨距。 1. 按强度条件计算的管架最大跨距的计算公式: []t W q L δφ124 .2max = L max ——管架最大允许跨距(m ) q ——管道长度计算荷载(N/m ),q=管材重+保温重+附加重 W ——管道截面抗弯系数(cm 3)

管道支架安装规范要求及安装间距

管道支架安装规范要求及安装间距 在工程结构施工完毕以后,系统管道安装的第一步就是管道支架的安装,管道支架的安装有着严格的规范要求,在搭建管道支架的过程中一定要严格按照规范要求来执行。管道支架又被称为管道支座、管部等,是管道的制成结构,下面小编就为大家介绍一下管道支架安装规范要求及安装间距。 管道支架简介 管道支架是用于地上架空敷设管道支承的一种结构件,分为固定支架、滑动支架、导向支架、滚动支架等。 管道支架在任何有管道敷设的地方都会用到,又被称作管道支座、管部等。它作为管道的支撑结构,根据管道的运转性能和布置要求,管架分成固定和活动两种。设置固定点的地方成为固定支架,这种管架与管道支架不能发生相对位移,而且,固定管架受力后的变形与管道补偿器的变形值相比,应当很小,因为管架要具有足够的刚度。设置中间支撑的地方采用活动管架,管道与管架之间允许产生相对位移,不约束管道的热变形。

管道支架安装规范 1、位置正确,埋设应平整牢固。 2、固定支架与管道接触应紧密,固定影牢固。 3、滑动支架应灵活,滑托与滑槽两侧应留有3至5毫米的间隙,纵向移动量应符合设计要求。 4、无热伸长管道的吊架、吊杆应垂直安装。 5、有热伸长管道的吊架、吊杆应向热膨胀的反方向偏移。 6、固定在建筑结构上的支、吊架不得影响结构的安全。 管道支架安装规范:管道支架安装要点

除埋地管道外,管道支架制作与安装是管道安装中的第一道工序。固定支架必须严格安装在设计规定的位置,并与土建结构牢固结合,当固定支架的混凝土强度没有达到设计要求时,固定支架不得与管道固定,井应防止外力破坏。 支架在预制的混凝土墩上安装时,混凝土的抗压强度必须达到设计要求;滑动支架的滑板面露出混凝土表面的允许偏差为-2mm,支架的位置应正确,埋设平整、牢固,坡度符合设计规定,支架处不得有环焊缝。支架顶面高程允许偏差为-5~Omm,活动支座支承管道滑托的钢板面的高程允许偏差为-10—0mm。管道支架的支承表面的标高可以采用在其上都加设金属垫板的方式进行调整,但金属垫板不得超过两层,垫板应与预埋铁件或钢结构进行焊接。 具有不同位移量或位移方向不同的管道,当设计无特殊要求时,不得共用同一吊杆或滑托。 支架上承接滑托的滑动支承板、滑托的滑动平面和导向支架的导向板滑动平面应平整、光滑、接触良好,不得有歪斜和卡涩现象。 固定支架处的固定角板,只允许与管道焊接,切忌与固定支架结构焊接,以防形成“死点”,限制了管道的伸缩,极易发生事故。 管沟敷设时,在距沟口0.5m处应设支(吊)架。无热位移管道滑托、吊架的吊杆应垂直于管道轴线安装;有热位移管道滑托、吊架的吊杆中心应处于与管道位移方向相反的一侧,其位移量应按设计要求进行安装,设计无要求时应为计算位移量的1/2.,弹簧支、吊架的安装高度应按设计要求进行调整。弹簧的临时固定件,应待管道安装、试压、保温完毕后拆除。

华东电力设计院汽水管道支吊架设计手册

华东电力设计院汽水管道支吊架手册 使用说明 总则 支吊架的整体结构通常是由“管部”、“连接件”和“根部”三个部分所组成,管部、连接件和根部的结构型式均以标号方式表达其名称、结构型式、材料及规格,具本表示方式如下: 第一单元:占两位数,用汉语拼音字母表示,代表管部、连接件和根部各零件和部件的名称,具体表示方式如下: 第二单元:阿拉伯数字表示,代表管部、连接件和根部的结构型式管部:占一位数,除弯头支架外,通常表示为: “1”——代表≤555摄氏度各种介质温度下的管部结构; “2”——适用于无保温管道的管部结构; “3”——代表焊接式管部结构。 “4”——代表加强焊接式管部结构。 连接件:占一位数,代表各种连接件的结构型式。 根部:占两位数,奇数表示单槽钢的结构,偶数表示双槽钢的结构。 第三单元:占一位数,用汉语拼音字母表示,代表 管部:与管道表面接触部分所使用的管部材料: “H”——代表合金钢; “R”——代表20号钢; 当为A3钢时,则可省略不予表示。 连接件:代表: 1.螺纹连接件的螺纹旋向,以字母“Z”代表左螺纹,右螺纹者则不表示: 2.中部弹簧组件的支吊方式 “A”——单吊板连接的弹簧; “B”——双吊架连接的弹簧; “C”——螺纹连接的弹簧。 3.未表示者则无要求。 根部:代表悬臂梁结构和简支梁结构与土建梁的支承方式:第四单元:用阿拉伯数字表示,代表:

管部:管子的外径(毫米) 连接件: 1.拉杆及其附件和标准件的直径(毫米)和拉杆的长度(毫米); 2.弹簧编写及其冷态荷载(公斤力); 3.滚筒的直径(毫米); 4.其他连接件的编号。 根部:表示编号及支吊点距离(毫米)和主要型钢的长度(毫米)。 第五单元:占一位数,用汉语拼音字母表示,代表: 管部: 1.表示荷载等级: “Q”——轻荷载; “Z”——重荷载; “J”——减震支架管夹。 2.表示支架支座上的特殊要求,当支座上需要带有聚四氟乙烯板作滑动材料时,应注明有“F”字样。 连接件:表示支承底板的特殊要求,同“管部(2)” 根部:空白。 各种管部、连接件和根部型号的具体表达方式,可参阅本手册中各种结构型式的“标记示例”。 本手册所使用的单位,除特殊标明外,分别是 长度——毫米(mm) 面积——平方毫米(mm2) 重量——公斤(kg) 荷载——公斤力(kgf) 力矩——公斤力—米(kgf---m) 设计方面 一、管部 1.手册中的“管部”适用于555摄氏度蒸汽和265摄氏度水及以下介质温度的汽水管道,对于油、气管道亦可使用。选用时应根据管道运行时的介质温度选择合适的钢材。 2.“管部”中的PMAX值系指在介质温度下所允许的最大了承载能力。 因此应根据管道在不同的运行工况下可能出现的最大荷载选择使用。当选用有“荷载等级”的结构时,应根据管道的设计荷载正确选用。当水平管道支吊架的设计荷载超过于荷载超过手册中允许的最大荷载时,除可缩短支吊架的设计跨距外,尚可按图1所表示的方法选择使用。 3.在吊架拉杆偏移角≤4度时,“管部”中的吊架结构强度已考虑到由于管道水平位移所产生的水平力的影响,当吊架拉杆长度较短时和支架有较大的水平位移时,应将支吊架进行偏移安装,偏移安装值和偏移安装方向应在设计方件中标明。 4.对于高温高压管道和水平力要求严格控制的支架,应在支架的支座底面和滑动、导向底板的表面装设聚四氟乙烯板作滑动材料以减少水平力的产生。

关于管道支吊架设计

关于管道支吊架设计 1、管架设计的标准 1)SH/T 3073-2004 《石油化工管道支吊架设计规范》 2)HG/T 21629 《管架标准图》 2、管架的作用 2.1 承载 1、恒载:重力(管子及支架),雪 2、活载:重力(介质),内压,盲板力,冷热位移力,风 3、临时载荷:水压试验,安全阀反力,地震,水锤 2.2 管道支吊架按其主要功能可分为: a) 承受管道载荷: 1、恒力弹簧支架:荷载变化率不大于6%,可调范围10%-15%(垂直位移量大的为重锤式) 2、可变弹簧支架:荷载变化率大于6%,但不应大于25%。可活动的拉杆长度不应小于吊点处水平位移的15倍,吊杆与垂直线夹角不应大于4°(位移量大的可设两个串连;载荷量大的可设两个并联) 3、刚性支吊架:无垂直位移量或者垂直位移很小。可活动的拉杆长度不应小于吊点处水平位移的20倍,吊杆与垂直线夹角不应大于3°。 4、滚动支架

5、滑动支架:蒸汽管道,热、冷管,注意管托长度满足位移量 b) 限制管道位移 1、导向支架(单向):带温塔上下管、Ω及补偿器两侧(不受侧向力防止法兰泄漏),两相流易震动管道,机泵进出口,安全阀,放空管道,为保持管道的稳定(弯曲<0.004)按规定间距设导向支架(水平与垂直) 1)当管道在支撑点处有轴向位移且需限制横向位移时,应选用导向支架 2)对于柔性较大、直管段较长的管道,应设置导向支架 3)设置导向支架时,应不影响管道的自然补偿 4)补偿器两侧宜设置导向支架。导向支架的设置宜符合下列要求: ①水平管道上π型补偿器与导向支架的间距按图Ⅰ确定: 图1 π型补偿器与导向支架最大间距 ②波纹管膨胀节应设在两固定支架(限位支架)之间,波纹管膨胀节宜靠近一端固定架设置,波纹管膨胀节与各导向支架的最大间距按图Ⅱ确定。

管道支吊架设计的一般要求

1 总则 1.0.1 本标准适用于石油化工企业工艺装置内钢管道支架的设计。 1.0.2 执行本标准时,尚应符合中国石油化工总公司《石油化工企业管道支吊架设计规范》和现行有关标准规定的要求。 2 支吊架的布置 2.0.1 应在规划管道的同时妥善考虑管道支吊架的位置,支承方式及生根方法。管道宜成组布置并利用构筑物、建筑物、设备或地面作为支吊架的生根点。管道宜靠近支架的生根点以减少生根点所承受的力矩。 2.0.2 水平管道支吊架的间距,即管道的跨距,按《管道的跨距》选用。应等于或小于管道的允许跨距,选用时应注意跨距表使用条件,如管子的材料,管子的断面尺寸,所输送物料的比重,操作温度、操作压力和隔热层的结构材料等。当实际条件与编制跨距表的条件不同时,应进行修正。必要时,应按《装置内管道跨距的计算方法进行计算。当管道上有集中荷载(阀门、蒸汽分水器和阻火器等小型设备、支管、大管支吊小管等)时,将影响管道的跨距,也应进行修正。 2.0.3 选用标准支架时,应注意标准支架的允许垂直荷载,许用弯距和水平推力等是否适用于设计实际情况。 2.0.4 应考虑生根点所能承受的荷载,生根点的面积和形状是否足以安装下支吊架的生根构件等,必要时应减少跨距以降低生根点的荷载。生根于建构筑物上的支架,生根点宜选在立柱和主梁等主要构件上,在主梁上不宜设置何载较大的悬臂支架。 2.0.5 塔及立式容器上垂直敷设的管道宜靠近设备的外壁。 承重支架一般应靠近该管道所连接的设备嘴子,容器椭圆封头的小半径处不宜布置支架。 2.0.6 高压管道或有特殊要求的支吊架宜设置在直管段上,不宜设置在弯头和支管连接点等局部应力较高的部位,以防止局部应力过载。

管道支吊架设计计算书

管道支吊架设计计算书 项目名称____________工程编号_____________日期_____________设计____________校对_____________审核_____________ 说明: 1、标准与规范: 《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2012) 《钢结构设计规范》 (GB50017-2003)

《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010) 2、本软件计算所采用的型钢库为: 热轧等边角钢 GB9787-88 热轧不等边角钢 GB9797-88 热轧普通工字钢 GB706-88 热轧普通槽钢 GB707-88 3、支吊架的支座应连接在结构的主要受力构件上,支吊架施工厂家应将支吊架预埋点位以及受力提给设计院,经设计院认可后方可施工! 4、基本计算参数设定: 荷载放大系数:。 当单面角焊缝计算不满足要求时,按照双面角焊缝计算! 受拉杆件长细比限值:300。 受压杆件长细比限值:150。 横梁挠度限值:1/200。 梁构件计算:

构件编号:2 一、设计资料 材质:Q235-B; f y = mm2; f = mm2; f v = mm2梁跨度:l0 = m 梁截面:C8 强度计算净截面系数: 自动计算构件自重 二、设计依据 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)《钢结构设计规范》(GB 50017-2003) 三、截面参数 A = Yc = ; Zc = Ix = ; Iy = ix = ; iy =

W1x = ; W2x = W1y = ; W2y = 四、单工况作用下截面内力:(轴力拉为正、压为负)恒载(支吊架自重):单位() 恒载(管重):单位()

管道支架的合理设计

管道支架的合理设计 摘要:管道支架属于特种结构,管架和管道两者形成一个空间体系而共同工作。根据不同管架的结构特征,合理选择管架类型,确定管架荷载、允许长细比及计算长度,正确分析计算管架内力,选择与管架匹配的管托和基础形式,对管架设计的科学性、安全性、经济性十分重要。 关键词:管道支架;设计;荷载 前言:在石油、化工、电力、金属冶炼及某些轻工业生产的装置中,管道是重要的组成部分之一,而管道支吊架又是与管道紧密联系在一起的结构。在一个大型装置中,管道支架的设计工作量较大,是重要的设计任务之一。管道支架设计不当,会使管道组成件在运行中损坏,如设备管口法兰,或使转动设备受损,更严重的会使土建结构受到破坏,导致试运中被迫停车。因此,管道支吊架的设计越来越受到重视。 一、管道支吊架的分类及结构组成 1.管道支吊架的分类 按支架的作用管道支吊架分为三大类:滑动支架、导向支架和固定支架。滑动支架是用来承受管道的重力及其他垂直向下荷载的支吊架,适用于无特殊位移要求的管道;导向支架的作用是限制线位移,在所限制的轴线上,至少有一个方向被限制;当支撑点不允许有热位移时选用固定支架。 2.管道支吊架的结构组成 从管道支承的结构及连接关系等方面考虑,可把整个支架视为以下几部分组成:管部附着件、连接配件、特殊功能件、辅助钢结构及生根件。 二、管道支架设计原则 1.管道支架选用要求 管道支架的选用应根据管道支承点处所承受的各类荷载大小及其方向、位移情况、工作温度、是否隔热、管道材质、生根位置、限位或防振要求等综合考虑,选用具有足够强度和刚度的支架。 水平管道支吊架最大间距应满足强度和刚度条件。强度条件是控制管道自身弯曲应力不应超过设计温度下材料需用应力的一半;刚度条件是限制管道自重产

管道设计中支架的合理及优化设计

管道设计中支架的合理及优化设计 发表时间:2016-04-20T13:44:32.070Z 来源:《工程建设标准化》2016年1月供稿作者:白冰 [导读] 山东省冶金设计院股份有限公司现阶段热力专业的施工图对管道、风道、桥架等设备管线的支架没有深入的详细描述,只是标注了各专业管线的相应标高,这就造成在施工过程中各专业管线交叉,给施工带来困难,严重影响相关专业的施工进度 (山东省冶金设计院股份有限公司,山东,济南,250014) 【摘要】现阶段热力专业的施工图对管道、风道、桥架等设备管线的支架没有深入的详细描述,只是标注了各专业管线的相应标高,这就造成在施工过程中各专业管线交叉,给施工带来困难,严重影响相关专业的施工进度。通过对热力专业管道支架因地制宜的优化设计和安装可以使设备管道安装达到坚固美观、感官良好的效果,并能大大促进施工安装的进度。 【关键词】管道设计;支架;优化设计 前言 架空输送管道在介质和大气温度变化的作用下,将产生热胀冷缩现象。为适应这种热胀冷缩的要求,保证管道稳定和满足正常生产的要求,通常每隔一段距离,设置一个固定点,在两个固定点之间,设置补偿器。这样管道系统就分为若干区段,每个区段的热胀冷缩能量由这一段的补偿器吸收,活动支架所受的力也通过该段管道传给固定支座,整个系统就成为—个稳定的系统。 一、管道支架设计原则 1、共同工作原则(1)管道支架是支承管道的结构,而管道在一定程度上也支承着管道支架,两者形成一个空间体系而共同工作。(2)柱顶相当于支承在一个有限变位的弹性支座上,即管道在柱顶起着支承的作用,因此管架柱的计算长度就比独立的悬臂柱 小。 2、牵制作用(1)多管共架的管线,各管道同时产生温度动作的可能性是不存在的。(2)在任一瞬间有温度作用的管道力图推动管道支架唯一;无温度动作的管道,非但不推动管架位移,反而起着阻止管道支架位移的作用。(3)管道支架承受的实际摩擦力及由此产生的弹性位移值,通过上述作用一般可减少30%以上,这种现象说明了管线的不同时工作对管道支架的受力具有牵制作用。 3、结构选型(1)管道作用于管道支架上的水平推力,是由于管道热变形引起的。(2)活动管道支架柱脚做成理想铰,则管架便能适应管道的热变形而位移,这样管道支架也就不受水平推力。(3)刚性滑动支架承受的水平推力大,因其适应热变形的能力差;柔性滑动支架承受的水平推力小,因其能适应一定的热变形要求。 二、管道设计中支架的合理及优化设计 1、管道支吊架选用 管道支架包括了所有管系支承装置,其结构、形状众多,但就其机能和用途可以为支架(包括管托、滚动支架、管卡、平衡锤支、架弹簧支架等);吊架(包括钢性吊架、弹簧吊架);限制性支架和支承装置等等。 (1)管道支架的选用应根据管道支承点位置以及荷载大小方向、位移情况、工作温度、绝热、管道材质、生根位置、限位或防振要求等综合考虑,选用适合的支架。支吊架的结构件应具有足够的强度和刚度,并尽量简单。设计时选用标准支架零部件。管道支架需直接与合金钢、不锈钢管道焊接时,其连接构件的材质需与管道材质相匹配。 (2)支吊架的间距,应小于或者等于管道的允许跨距,水平敷设在支架上的有隔热层的管道,应设置管托,其滑动面应露在隔热层之外,同时要选用满足管道热位移所需的加长管托。垂直敷设的有隔热层的管道,在支架处应设置能保护隔热层的筋板或支耳等结构。 (3)输送介质温度等于或者高于400℃的碳钢管道和合金钢,不锈钢管道以及需要进行焊后热处理的管道应优先选用卡箍式管托、管吊或选用带同类材料垫板的支吊架。架设在高空不易焊接的管道,经常拆卸的管道和衬里管道,宜选用卡箍式管托管吊。保冷管道,应选用保冷管托,管吊。 (4)管道无垂直位移或垂直位移很小且允许约束的部位可选用刚性支架。当管道在支承点处不得有任何位移时应选用固定支架,补偿器应设在两固定支架之间,Π型补偿器距固定支架的距离,不宜小于两支架间距的1/3。当管道在支承点处有轴向位移且需限制横向位移时,应选用导向支架,沿立式设备敷设的管道宜设导向支架,并不宜设在弯头和支管连接处。 (5)管道在支承点处有位移且荷载变化率大于6%时选用可变弹簧支架,当荷载变化率不大于6%时选用恒力弹簧支架。至于管道在支点处有多少垂直位移才选用弹簧吊架,根据鲁默斯公司规定,支点垂直位移超过2.54mm 者要用弹簧支(吊)架,小于此值可不用。例如榆炼制氢装置转化气预热锅炉至中变反应器的转化气管线管径DN300,温度400℃,经过应力专业分析,反应器入口管口附近的管线垂直位移量达到44mm 因此需要考虑选用弹簧支架来承受管道荷载,避免管道支撑处脱空或管道变形受到约束,使管道支架处的荷载转移造成管道一次应力增大可能超过材料的许用应力,和使相邻管道支架(或设备管口)支撑点受力超出其荷载允许值,或使管道产生的较大二次应力可能超过许用位移应力范围。 2、管道支吊架位置的确定 管道支架设置除了满足管道最大允许跨度的要求外,还应考虑以下事项: (1)管道支吊架应靠近管系的两端,当管系与设备相接时,应尽量靠近设备管嘴,以减少其受力(和弯矩)。(2)管道集中荷载处、弯管附近,大直径三通式分支管处附近和有法兰等可拆连接处需要考虑设置支架。邻近管道可以考虑合用一个管架。安全阀出口放空管道上通常需要设置刚性支架,以承受安全阀起跳放空时,介质排放对管道产生的反作用力。(3)尽可能利用建筑物、构筑物的梁、柱设支架的生根结构,且其荷载应不能使梁柱弯曲变形,注意的是大型往复式泵、压缩机的进出口管道和其他有振动的大直径管道,需要考虑单独设置管道支架。(4)管系有垂直管段时,宜在垂直管段上部或下部设承重支架,垂直管段很长,中间应设导向支架。例如:塔顶气相管道在距上部封头焊接最小150mm 处设置承受管道重量的固定支架,其他支架可设为上下滑动的导向支架。(5)需要维护的管道支架,例如弹簧支架、减振支架和阻尼支架等,应考虑在支架周围留有足够的维护空间。同时管道支架不应妨碍管道与设备之间的连接,设备和管道的运行、操作及检修。

HQSB B P 管道支架设计规定

上海化工设计院有限公司 质 量 管 理 体 系 文 件HQSB-B06-05.505PP-2008 技术标准 管道支架设计规定 版 号: A 受控号: 2008年04月01日发布 2008年04月15日实施

版号 A 主编部室:工艺管道室 参编人员: 参校人员: 会签部室 署 会签部室 署 会签部室 署

目录 1. 目的 (1) 2.适用范围 (1) 3. 总则 (1) 4. 管架设计 (2) 5. 管家编号 (2) 6.伴热管线、1.1/2”及以下管道现场制做原则 (4) 7. 管架设计文件内容 (8)

1. 目的 在石油、化工等生产装置中,管道是重要的组成部分之一。而管道支吊架(简称管道支架)又是与管道紧密联系在一起的结构。此规定应用于项目中,为了确保配管中管架的设计质量,及其在设计安装中的统一性、安全性和正确性。 2.适用范围 本设计规定适用于上海化工设计院工程有限公司工程项目的管道支、吊架设计。如业主有特殊规定时,应满足业主要求。 3. 总则 3.1 概述 (1)平面图中应标出管架编号,在轴测图上标出管架编号,在三维模型中是逻辑编码。 (2)本规定不包括成套设备或设备供应商提供的管道支、吊架。 3.2 相关标准 管架设计、材料及制造应符合下列标准规定。 (1) 《工艺管道》(ASME B31.3) (2) 《管道吊架和支架—材料、设计和制造》(MSS-SP-58) (3) 《化工装置管道机械设计规定》(HG/T 20645) (4) 《工业金属管道设计规范》(GB 50316) (5) 《可变弹簧支吊架》(JB/T 8130.2) (6) 《恒力弹簧支吊架》(JB/T 8130.1) (7) 《工业金属管道工程施工及验收规范》(GB 50235) (8) 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB 50236) (9) 《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205) 3.3 相关工程规定 (1)管道应力分析工程规定 SP-0000-PEN-052-0001 (2)管道设计工程规定 SD-0000-PEN-050-0003 (3)管道材料工程规定 SD-0000-PEN-051-0001 (4)隔热工程规定 SD-0000-PEN-010-0001 (5)涂漆工程规定 SD-0000-PEN-010-0002 3.4 公称及压力单位 除非另外说明,测量系统中应采用公制单位,毫米,摄氏温度和公斤,但压力单位采用兆帕(MPa),管道元件的公称尺寸将用英制(英寸)系统,其缩写为(”),详见IPMT的规定“计量单位规定”(SD-0000-PMT-020-0002)。

管道支架知识介绍

管道支架知识介绍 简介:管道支架在任何有管道敷设的地方都会用到,又被称作管道支座、管部等。它作为管道的支撑结构,根据管道的运转性能和布置要求,管架分成固定和活动两种。设置固定点的地方成为固定支架,这种管架与管道支架不能发生相对位移,而且,固定管架受力后的变形与管道补偿器的变形值相比,应当很小,因为管架要具有足够的刚度。设置中间支撑的地方采用活动管架,管道与管架之间允许产生相对位移,不约束管道的热变形。 定义:用于地上架空敷设管道支承的一种结构件。分为固定支架、滑动支架、导向支架、滚动支架等。 管道支架的分类及定义 按支架的作用分为三大类:承重架、限制性支架和减振架。 1承重架:用来承受管道的重力及其它垂直向下载荷的支架(含可调支架)。 a)滑动架:在支承点的下方支撑的托架,除垂直方向支撑力及水平方向摩擦力以外,没有其他任何阻力。 b)弹簧架:包括恒力弹簧架和可变弹簧架。 c)刚性吊架:在支承点的上方以悬吊的方式承受管道的重力及其他垂直向下的荷载,吊杆处于受拉状态。 d)滚动支架:采用滚筒支承,摩擦力较小。 2限制性支架:用来阻止、限制或控制管道系统位移的支架(含可调限位架)。 a)导向架:使管道只能沿轴向移动的支架,并阻止因弯矩或扭矩引起的旋转。 b)限位架:限位架的作用是限制线位移.在所限制的轴线上,至少有一个方向被限制。 c)定值限位架:在任何一个轴线上限制管道的位移至所要求的数值,称为定值限位架。 d)固定架:限制管道的全部位移。 3减振架:用来控制或减小除重力和热膨胀作用以外的任何力(如物料冲击、机械振动、风力及地震等外部荷载)的作用所产生的管道振动的支架。 管道支架的一般知识 对支架的认识 1、管道支架的设置对于管道设计来说是一项极为重要的工作,尤其对于那些高温高压、有毒可燃、强腐蚀性的管道。正确的支架设置可以满足管道强度和

管道的支吊架设计计算

浅谈管道门字型支吊架的设计及计算 【文 摘】 用来支撑管道的结构叫管道支吊架,管道在敷设时都必须对管子进 行固定或支承,固定或支承管子的构件是支吊架。在机电工程里,管道支架是分布广、数量大、种类繁多的安装工事,同时管道支吊架的设计和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性作用。如何采用安全适用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重点。 【关键词】 管道布置 管道跨距 管架分析 管架内力计算 一、 管道的布置 对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架,首先需对管道进行合理的布置,其布置不得不考虑以下参数: 1. 管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求; 2. 管道布置应统筹规划,做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求,并力求整齐美观; 3. 在确定进出装置(单元)的管道的方位与敷设方式时,应做到内外协调; 4. 管道宜集中成排布置,成排管道之间的净距(保温管为保温之间净距)不应小于50mm 。 5. 输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置,应符合设备布置设计的要求,并力求短而直,切勿交叉; 6. 地上的管道宜敷设在管架或管墩上,在管架、管墩上布置管道时,宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡; 7. 管道布置应使管道系统具有必要的柔性,在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下,应使管道最短,组成件最少; 8. 应在管道规划的同时考虑其支承点设置,并尽量将管道布置在距可靠支撑点最近处,但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm ,同时应尽量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿; 9. 管道布置宜做到“步步高”或“步步低”,减少气袋或液袋。不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净。 二、 管架跨距 管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。跨距太小造成管架过密,管架数量增多,费用增高,故需在保证管道安全和正常运行的前提下,尽可能增大管道的跨距,降低工程费用。但是管架跨距又受管道材质、截面刚度、管道其它作用何载和允许挠度等的影响,不可能无限的扩大。所以设计管道的支吊架应先确定管架的最大跨距,管架的最大允许跨距计算应按强度和刚度两个条件分别计算,取其小值作为推荐的最大允许跨距。 1. 按强度条件计算的管架最大跨距的计算公式: []t W q L δφ124.2max =

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