管道支吊架的检修与维护

概述管道支吊架是管道系统中的一个重要组成部分，它对管道起着承受载荷、限制位移和控制振动等作用。

设计中，合理布置和正确选择优质、可靠的支吊架；安装中，严格按照设计要求定位和装配，对于确保管道和设备安全运行及延长使用寿命有着很大的影响。

然而，管道实际运行状态往往偏离理论设计状态，其主要原因有以下几点：1）管道理论计算中忽略的因素使管道存在设计偏差；2）管道和支吊架在安装过程中存在施工偏差；3）管道长期运行后，由于管道自重、经过多次开停机冷热交变，而发生下沉；4）管道检修时更换了不同容重的绝热层改变了管道上的载荷；5）支吊架长期受腐蚀后活动部件被锈浊、卡阻失去功能，影响管道的热位移；6）支承载荷的弹簧发生应力松弛，承载能力下降，导致弹簧压并、管道下沉。

以上的种种导致管道偏离理论设计状况的因素都会使管道的应力发生变化，严重时会使焊缝开裂，或对设备产生很大的附加推力和力矩。

因而需要定期对管道支吊架进行检查和维修调整，保证支吊架处于正常工作状况，是管道和设备能长期安全运行。

二.管道支吊架检修依据：1） DL 438 —2000《火力发电厂金属技术监督规程》的第7.30条规定：对已运行3万h〜4万h的300MW及以上的机组，和已经运行8万h〜10万h的100MW及以上机组的主蒸汽管道，再热蒸汽管道（含热段、冷段），应对管系及支吊架进行全面检查和调整；第10.6条规定：100MW及以上机组的给水管道，运行10万h时，应对管系及支吊架情况进行检查和调整。

2）GB/T17116.1 —1997《管道支吊架第1部分：技术规范》第10章维修。

它是非常效采用了美国国家标准ANSI/ASME B31.1 —1995《动力管道》附录V《动力管道系统运行、维护和修改的推荐实施规定》中有关管道支吊架部分。

3）DL/T616 —1997《火力发电厂汽水管道与支吊架维修调整导则》。

三•管道支吊架的类型和构成3.1根据管道支吊装置承载、限位和防振三大功能，以及支吊装置各自的主要性能和用途可将其分为承重支吊架。

限位支吊装置和振动控制装置三大类。

承重支吊架按其在管道垂直位移时载荷的变化情况又可分为恒力支吊架、变力支吊架和刚性支吊架三种。

限位支吊装置按其限位的特征又分为限位装置、导向装置和固定支架三种。

控制振动装置中又分为弹簧减震器和液压阻尼装置两种。

部）以及与这两类部件相连的中间部件组成，中间部件又包括支吊架装置的功能件（如：恒力支吊架、液压阻尼器）和中间联接件。

四.各种管道支吊架的检查要点：一：恒力支吊架1:用途：恒力支吊架属于承重支吊架，用于管道垂直位移较大或需要限制转移载荷的地方，在承载管道载荷，减少管道附加应力方面起着重要作用2:原理现在电厂用的恒力支吊架主要两大形式。

A :多连杆弹簧式。

通过连杆机构平衡弹簧力矩从而达到产品输出口的力始终为恒力B :主辅弹簧式。

通过主弹簧力和辅助弹簧力共同作用使产品输出口的力始终为恒力3:检查要点：1）支吊架锁定装置是否解除；2）支吊架锈蚀是否严重3）支吊架是否超载；根部辅梁是否变形，焊缝是否开裂；管部是否变形恒力支吊架受力件是否变形，载荷指示销是否达到头4）支吊架是否失载；吊杆是否松弛不受力恒力支吊架载荷指示销是否回到顶；5）吊架倾角是否超过4°,倾角热态时是否比冷态时同向增大；6）并联恒力支吊架是否偏载或单边失载；7）恒力支吊架转体部位是否卡阻；8）锁紧螺母是否锁紧；二：弹簧支吊架1 :用途：弹簧支吊架属于承重支吊架，用于管道垂直位移不太大的地方，在承载管道载荷，减少管道振动，减少设备承受的推力或力矩方面起着重要作用。

2 :原理：弹簧支吊架直接用弹簧来承受管道载荷，弹簧支吊架的输出力与本身弹簧的变形量成正比。

3 :检查要点：1）支吊架锁定装置是否解除；2）支吊架锈蚀是否严重；3）支吊架是否超载；根部辅梁是否变形；管部是否变形弹簧支吊架弹簧是否压并4) 支吊架是否脱载；吊杆是否松弛不受力；5) 吊杆倾角是否超过4°，倾角热态时是否比冷态时同向增大；6) 并联弹簧支吊架是否偏载或单边失载；7) 锁紧螺母是否锁紧。

三：刚性支吊架1：用途：刚性支吊架属于承重支吊架，用于管道无垂直位移或垂直位移非常小的地方，从广义上讲，它又属于限位装置和振动控制装置，刚性支吊架在承受管道载荷、减少管道振动、减少设备承受的推力或力矩方面起着重要作用。

刚性支吊架失载直接会引起同一管道上旁边的恒力支吊架或弹簧支吊架的功能的失效，从而对整个管道位移及管道应力分布都产生巨大影响。

2：原理：管道通过刚性支吊架把管道载荷传给承力钢结构。

3：检查要点：1) 支吊架锈蚀是否严重；2) 支吊架是否超载；根部辅梁是否变形，焊缝是否开裂；管部是否变形；吊杆是否变形或断裂3) 支吊架是否脱载；吊杆是否松弛不受力；4) 吊杆倾角是否超过4°，倾角热态时是否比冷态时同向增大；5) 锁紧螺母是否锁紧；6) 支架的滑动副如采用聚四氟乙烯板，则聚四氟乙烯板是否老化变形。

四：限位装置1：用途：限位装置属于限位支吊装置，用于管系中需要限制某一(些)方向位移的地方，一般不承受管道自重载荷。

限位装置可以限制一些不可预见的位移，在某些设备和汽轮机的进口管道附近设置限位装置可以减少管道热膨胀对设备或汽轮机接口上的力和力矩，而且还可以避免诸如地震、汽锤等瞬间力对设备和汽轮机的影响和危害，并能有效地增加管系的刚性，减少管道振动的可能，同时限制管系中的弹性转移，均衡管系的应力分布。

2：原理：通过在管道的某一(些)方向设置刚性元件来限制管道的某一(些)方向位移。

3：检查要点：1) 支吊架锈蚀是否严重；2) 支吊架是否超载；根部辅梁是否变形，焊缝是否开裂；管部是否变形；拉撑杆是否变形或断裂3) 拉撑杆的锁紧螺母是否锁紧；4) 拉撑杆的关节轴承是否脱落；5) 非拉撑杆式的限位装置的滑动副如采用聚四氟乙烯板，则聚四氟乙烯板是否老化变形。

五：导向支架：1：用途：导向支架属于限位支吊装置，用于引导管道位移方向或需要控制管道沿轴线转动的地方。

引导支架可以限制管道侧向稳定性，减少管道振动的可能性。

2：原理：通过在管道的其它方向设置刚性元件来引导管道的某一(些)方向位移。

3：检查要点：1) 支吊架锈蚀是否严重；2) 支吊架是否超载；根部辅梁是否变形，焊缝是否开裂；管部是否变形；3) 支吊架的活动部分是否卡阻；4) 导向支架的滑动副如采用聚四氟乙烯板，则聚四氟乙烯板是否老化变形。

六：固定支架：1：原理：固定支架属于限位支吊装置，用于管道上不允许有任何方向位移的地方，固定支架可以使管系受力明确并按规定的要求有组织地膨胀，增强管道稳定性，减少管道振动的可能性。

固定支架的功能失效，将使整个管系的应力又重新分布，使得整个管系的各点位移的大小、方向与原设计发生很大偏差，严重影响管道的安全有效的运行。

2：原理：通过在管道的各个方向设置刚性元件来限制管道的各个方向位移。

3：检查要点：1) 支吊架锈蚀是否严重2) 支吊架是否超载；根部辅梁是否变形，焊缝是否开裂；管部是否变形七：弹簧减振器1：用途：弹簧式减振器属于振动控制装置，用于控制持续性的流体振动的地方。

2：原理：一般从单弹簧减振器来讲；只要整定的弹簧预压初始力超过管道可能产生的振动力，就能足以消除管道在该处的振动。

但管道停用而产生缩位移，弹簧减振器会对管道产生附加力，不过这个附加力比起使用限位装置而产生附加力要小得多。

3：检查要点1) 支吊架锈蚀是否严重2) 减振器的关节轴承是否锈蚀脱落；3) 支吊架是否超载；根部辅梁是否变形，焊缝是否开裂；管部是否变形；减振器弹簧是否压并，是否起到减振效果；4) 如防振力未精确计算，则在运行中可调整减振器的初始载荷。

八：液压阻尼器1：用途：液压阻尼器属于振动控制装置，用于控制冲击性的流体振动(水锤、气锤等) 和地震激扰的地方。

当管道或设备低速热膨胀时，阻尼器对管道或设备产生很小的阻力；当管道或设备受到冲击时，阻尼器将产生很大的阻力阻止管道或设备运动、限制其位移，同时吸收振动、限制振幅，达到保护管道或设备的目的。

由于阻尼器在管道或设备在正常热膨胀时对其产生的力很小，故在管道或设备运行中出现设计时未能预见的管道振动时，通过增设阻尼器能极大的改善管道的振动情况，而不会影响管道的正常运行。

2：原理；一般液压阻尼器的使用场合有两种。

1) 承受安全阀排汽反力。

当安全阀排汽时，由于油力作用使提升阀关闭，使得阻尼器成为刚性支撑杆从而承受安全阀排汽反力2) 控制管道振动。

当管道振动达到一定的速度时，使得提升阀关闭，液压油只能通过节流阀流动，从而使得管道振动的速度减少，达到控制管道振动的目的3：检查要点：1) 阻尼器本体及管部的紧固件是否有送脱现象2) 热态位移是否正常，阻尼器行程是否在安全范围内；3) 阻尼器的关节轴承是否锈蚀、脱落；4) 阻尼器是否漏油；5) 老式阻尼器有显示油位玻璃管的，玻璃管是否破裂，是否装上空气虑清器；6) 支吊架是否超载；根部辅梁是否变形，焊缝是否开裂管部是否变形阻尼器活塞杆是否有磨损、变形情况五：对失效的管道支吊架的处理对于失效的支吊架处理包括损坏支吊架恢复和支吊架调整1: 损坏支吊架恢复支吊架损坏形式不同其处理方法也不一样，对管部断裂、连杆拉裂、弹簧断裂的支吊架。

只要通过更换支吊架的管部、连杆和弹簧来处理；对管部焊缝开裂的支吊架应进行打磨补焊；对预埋件撕裂的支吊架采取圈梁或加过渡梁来支吊；对转体锈死的恒力支吊架进行拆卸、清理重新组装来恢复，其目的是使管系中损坏的支吊架恢复其支吊架功能。

2 ：支吊架调整由于管道设计所考虑的因素，如保温材料品种、容重、保温层的厚度、管壁厚度、管道中的管件(如：阀门、三通)重量与实际使用的情况不可能完全一样，因此要使支吊架实际承受载荷与设计值完全相符难度很大，但是可以通过对支吊架反复调整使其承受载荷与设计值尽可能相符，支吊架调整方法可分为 2 种：1) 管系应力分布不变法调整。

保持原管系应力设计不变，即各点所承受的设计载荷不变，对管系支架进行调整。

对未并圈的应力弹簧支架通过测量弹簧高度来推算其实际载荷，为使推算载荷误差小，应对旧弹簧刚度进行实测；对已经压并的变力弹簧支吊架、已拉至最下位和装体锈死的恒力支吊架，用带载荷传感器的装置测定其实际载荷，测定载荷时要保证被测吊点绝对标高不变。

将各吊点的实际载荷与设计载荷相比较，对不符合设计要求的吊点进行调整，使其符合设计值。

由于管系各吊点之间的关联性，调整一个吊点的载荷必然导致邻近的吊点载荷的变化，因此只有对支吊架进行反复调整，才能使各吊点承受的载荷与设计值相近。

该方案适用于无明显下沉、支吊失效率低的管系2) 管系应力重新设计法调整。

对管系应力重新设计，如在管系适当位置设置刚性吊点，对管系的应力重新进行设计，确定管系原吊点位置所要承受的载荷和热位移，绝不能满足重新设计(载荷和热位移)的支吊架重新设计的支吊架进行调整，使其满足设计要求，该方法能控制管系的位移，改善管系下沉状况，适用于有明显下沉、支吊架失效率高的管系。