管道应力分析中弹簧支吊架的应用探讨
管道设计中弹簧支吊架的应用
管道设计中弹簧支吊架的应用郭庆辉,付国防(中国石化集团洛阳石油化工工程公司,河南洛阳 471003) 摘 要 本文主要概述了弹簧支吊架在管道中的应用及其选择,分析了弹簧失效的原因,对碟簧与圆柱螺旋弹簧管道支吊架作了比较,认为管道碟簧支吊架比圆柱螺旋弹簧在承受较大荷载方面优越。
关键词 支吊架;弹簧;应用;失效1 概述管道支吊架是管道系统设计中的一个重要组成部分,它在管道系统中起着承受荷载、限制位移和控制振动等作用。
而弹簧支吊架又是支吊架大家庭中的主要成员,弹簧支吊架的合理设置和正确选择,对管系的安全平稳运行起着决定性的作用。
同时,为满足管系的应力要求,也需要合理设置和正确选择弹簧支吊架。
对管系来说,一次应力如果过大,管系可能会被破坏。
一次应力是由管道的内压和外载产生的,其大小与作用与管系上的荷载及管道或配件的截面有关。
当装置的规模确定后,管径的大小也就确定了,配管时是不能任意改变的,而管道应力和支吊架承受荷载的大小却可以通过设置支吊架加以调整。
因此,支吊架的设置对管系一次应力的大小有着直接的关系。
二次应力是由于管系变形受阻而引起的,正确选用弹簧支吊架,能够起到使管系具有适当的柔性,以减少因热胀对有关构件(如炉体钢架、构架、管架)的作用力,同时,还可以根据需要,选择止推和导向支架限制管系某个方向的位移,以减少设备嘴子的受力。
2 弹簧支吊架在管道设计中的应用弹簧支吊架是诸多支吊架中的一种。
由于管道在运行过程中(冷态或热态),会受到弹簧支吊架与其重量不平衡的附加力,而且管道垂直位移愈大,其荷载变化率也愈大。
按《可变弹簧支吊架》GB10182 -88规定,弹簧荷载变化率不应大于25%。
为了把荷载变化率控制在这个范围内,弹簧支吊架只适用于管道垂直位移不太大的场合。
因此尽量布置在位移点的最小位置,以减少弹簧的变形量,甚至达到可不用弹簧支吊架而采用普通支吊架的目的。
弹簧支吊架的主要构成部分就是弹簧,弹簧本身特性的好坏直接影响管道受力状态的好坏。
关于化工管道的支吊架设计要点的思考
关于化工管道的支吊架设计要点的思考摘要：在化工行业，管道是重要的组成部分。
管道支吊架的设计和应用更是关系到管道的正常使用。
关键词：化工管道；支吊架；作用；设计1.前言化工管道在进行设计时必须要保证方案的合理性，确定支吊架不但要负责管道的支撑，同时还要承受多方面作用力与力矩的实际情况。
2.化工管道支吊架的作用2.1滑动架，通过托架在管道支承点下方形成应力作用点或者作用面，能够很好地应对水平摩擦和产生作用力方向较单一垂直支撑的多种情况，这样的实验化工管道设计人员在分析应力管道前常用的支架。
考虑到设备的成本和应用的形式，滑动架可以普遍应用于除非应力管线的情况。
常用的滑动架类型有临管支架、平管支托、假管支托、悬臂支架等。
2.2导向架，通过对化工管道位移的方向进行引导，最大限度地减少对管道产生较大破坏的横向位移，而促使管道尽可能沿轴向位移。
另一方面，它也可以对水瓶化工管道起到承重的作用，一般被安置在应力管线上，通过导向而非限定的方式，对管路系统的应力分布可产生错峰平谷的效果。
3.管道支架类型3.1弹性支吊架。
此种类型支吊在受到外力影响时，会产生形变或者位移，并且还具有一定的刚度。
在生产活动中，即便是结构受外力影响产生形变，也不会失去全部的分配荷载，能够更好的将荷载转移到加有效控制范围内。
常见的弹性支吊架有恒力弹簧支吊架与可变弹簧支吊架两种，其中恒力弹簧支吊架其特点是在管系垂直方向发生位移，荷载不发生变化，因此常被应用于垂直方向位移量比较大，或者化工装置需要减少位移应力的部位。
可变弹簧支吊架特点是垂直方向产生位移后，弹簧会出现压缩或者伸长的变化，如果一支点压力发生变化，则该支点荷载会转移到临近支点位置，并且荷载的变化率在25%以内。
3.2恒力支吊架。
此种支吊架可以在一定的行程内，如果管系发生上下或者垂直位移时，其中负荷无变化，则次负荷变化率为零。
基于此特点，在进行设计时通常会将其应用在垂直方向位移比较大的管系位置，并多为恒力弹簧支吊架。
弹簧支吊架在化工管道设计中重要意义
弹簧支吊架在化工管道设计中重要意义摘要：在本文中，笔者结合工作讲述了弹簧支吊架的几种类型，并结合应用的工程实例，相应的分析了在化工管道设计使用弹簧支吊架的时候需要注意和改进的地方。
关键词：弹簧支吊架；管道应力；意义中图分类号：u260.331+.4 文献标识码： a 文章编号：弹簧支吊架是在架设管道时必不可少的一个部分，如果支吊架设计的不好，就会导致架设出来的管道的应力超标，而且，支吊架的架设防止管道安装的变形，进一步保证设备在使用过程中的安全性。
传统的支吊架有一种刚性支吊架，这种支吊架适合于无垂直热位移的场合，因为如果垂直热位移比较大的时候，应用支吊架就会引起支吊架的脱空，起不到支吊架原有的作用，所以，在某一些情况下，笔者认为必须使用弹簧支吊架。
弹簧支吊架可以分为两种，一种是可变的弹簧支吊架，另一种是恒力弹簧支吊架。
一般情况下，恒力弹簧支吊架使用在受力条件非常严格，或者是支吊点的位移很大的情况下。
因此，大部分使用较多的是可变的弹簧支吊架。
下面对这种支吊架进行详细的探讨。
一、可变弹簧支吊架的型式现阶段，我国对于可变弹簧支吊架使用标准中的规定，支吊架的位移必须控制在30，60,90,120mm四个范围之间，每个范围有25个编号，负载大小的范围是154—217381n，在使用时，温度也必须控制在-20—200℃之间。
而且依据场地的安装的过程不同，也可分为七种类型，分别用a，b，c，d，e，f，g来表示。
a种类型的弹簧是指上螺纹悬吊型，它的特点是在弹簧的顶部有一圈阴螺纹，能够和上面的螺纹吊杆连在一起，而下面则使用松紧螺母和管道部分连在一起。
这种是比较适合于地方相对宽大的的地方。
b种类型的弹簧是指单耳悬吊型，它的特点是在弹簧的上面有一个单耳吊板，这样就可以和在根部焊接的u型吊板连在一起，下面同样是使用松紧螺母和管道部分连在一起。
这种主要是使用在空间不足的的地方。
c种类型的弹簧是指双耳悬吊型，它的特点是在上面有两块单耳吊板，它的使用方法和b类弹簧是很相同的。
管道应力分析中几个问题的探讨
管道应力分析中几个问题的探讨摘要：在进行管道设计时，首先要考虑满足工艺要求，还应使管道的设计既经济合理又安全可靠，管道应力分析是实现这一目标的手段和方法。
针对相关规范的理解和支架设计技巧，结合长期的设计经验和应力分析理论，提出了管道应力分析相关需要注意的几个问题。
关键词：管道应力；安装温度；弹簧设计；汽轮机；再沸器；偶然工况Zhou Xiaobing, Fei Ke（China Wuhuan Engineering Co.，Ltd, Wuhan Hubei 430223）Abstract::, Pipeline design should firstly meet the process requirements, also should be economical，reasonable，safe and reliable, pipeline stress analysis is the means and methods to achieve this goal. According to the understanding of related codes and stress analysis theory, combined with the experience in the piping arrangement and support design, the author presents some issues about piping stress analysis.Key words: Pipeline stress; ambient temperature; Spring design; turbine; reboiler; Occasional case一、管道应力分析中如何定义安装温度国内工程公司管道应力分析专业通常规定：管道应力分析的安装温度，依据建设项目所在地的气象环境和安装时间及业主的特殊要求来确定，如无特殊规定，则管道安装温度取21℃。
恒力弹簧支吊架的应用与测试
恒力弹簧支吊架的应用与测试摘要：本文简要介绍了恒力弹簧支吊架的工作原理以及性能测试与调试等内容。
关键词：恒力弹簧支吊架工作原理测试Abstract: This paper briefly introduces the working principle of the constant force spring hanger and performance testing and debugging etc..Key words: constant force spring hanger principle test1恒力弹簧支吊架的工作原理恒力弹簧支吊架的工作原理是根据力矩平衡原理设计。
在许可的负载位移下，负载力矩和弹簧力矩始终保持平衡。
对用恒力弹簧支吊架支承的管道和设备，在发生位移时，可以提供恒定的支承力，因而不会给管道设备带来附加应力，以保证管道的正常运行。
恒力弹簧支吊架一般用于需要减少位移应力的地方，如火电厂以及核电厂的锅炉本体、发电厂的各种管道等悬吊部分，以及石油、化学工业中也经常需要此类支承的地方。
2恒力弹簧支吊架的基本形式恒力弹簧支吊架主要由圆柱螺旋弹簧、杠杆机构、弹簧外框、支承轴类等组成。
如下图所示：3恒力弹簧支吊架的弹簧技术要求3.1恒力弹簧支吊架用弹簧应满足下列技术要求：（1）弹簧表面不应有裂纹、分层、过烧等缺陷。
弹簧材料应满足60Si2MnA 钢技术条件。
（2）弹簧两端应有不少于3/4圈的拼紧圈。
两端应磨平，磨平部分不少于圆周的3/4。
（3）弹簧的节距应均匀，节距偏差不应大于0.1（t-d），其中t为节距，d 为钢丝直径；且在最大压缩值范围内，弹簧的工作圈不得相碰。
（4）弹簧的两个端面应与轴线垂直，弹簧倾斜量不应超过自由高度为2% 。
（5）弹簧在最大允许荷重范围内，其荷重与标准荷重的偏差，不应超过±10% 。
（6）弹簧应有出厂合格证书。
安装前应进行刚度测定。
必要明作全压缩试验：弹簧压缩到极限状态保持5分钟。
管道应力分析中弹簧支吊架的应用探讨
工业技术148 2015年9期管道应力分析中弹簧支吊架的应用探讨蒋秋娜南京中图数码科技有限公司，江苏南京 210009摘要：支吊架是管道系统中的一个重要组成部分，它对管道起着承受荷载、限制位移、调整对设备的推力和管道应力以及控制振动等作用。
在管道设计中，合理布置和正确选择支吊架并在管道施工安装中，严格按照设计要求定位和装配，对于确保管道和设备安全及延长使用寿命起着重要的作用。
弹簧支吊架主要对降低转移荷载，保证设备允许力的要求，起到不可忽视的作用。
文章就主要对这一问题展开简要的分析论述。
关键词：管道应力；弹簧支吊架；应用中图分类号：U173 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)09-0148-011 引言1.1 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荷载、限制位移和控制振动等作用。
合理布置和选择支吊架以及对出现问题的支吊架进行调整对管道和设备的安全运行起到了至关重要的作用。
保证管道的应力水平在规范的许用应力范围内是设备安全可靠运行的前提条件，管道的性能状况会直接影响机组的安全运行。
2 管道应力基本概念2.1 管道的载荷管道自重、保温材料重量、阀门、法兰、三通等管件重量所产生的载荷，由于管内介质的内压产生的载荷，风力、地震的冲击力、管道支吊架反力等产生的载荷，由于管道热胀冷缩或温度梯度变化所产生的热载荷，管道安装时各部分尺寸误差所产生的安装残余应力，管端位移引起管道变形的位移载荷，它们都会使管道发生变形。
在汽水管道应力分析中，一般将应力划分为一次应力和二次应力。
2.2 一次应力由于管道承受内压、自身重力及其他持续外载作用所产生的应力。
它随外荷载的增加而增加。
一次应力是没有自限性的，即当管道内的塑性区达到极限状态，使其变成几何尺寸可变的机构时，即使外荷载不再增加，管道仍将产生不可限制的塑性流动，直到破坏。
2.3 二次应力管道由于热胀冷缩变形受到约束，而产生的应力（热胀应力），它本身不直接与外力相平衡。
管道设计中支吊架的设计及应用
管道设计中支吊架的设计及应用【摘要】在一个完整的系统管道设计中，管道支吊架的设计是一个相当重要的环节。
管道支吊架与管道紧密联系在一起，是管道的重要组成部分之一。
管道支吊架的设计，应根据管道的操作条件和管道的布置要求，合理地选用不同类型的管架。
正确的设计对于系统整体的正常运转具有重要的意义。
本文论述了管道支吊架的作用、类型，同时对管道支吊架的正确选用进行了阐述。
【关键词】管道设计；支吊架；震动；间距；柔性；刚性支架；弹性支架在进行管道配管设计时，必需满足工艺要求，同时考虑设备及管道的受力情况，在正确的管道应力分析后合理设计支吊架。
如果管道支吊架设计合理、选型得当，不仅可使管道整齐美观，而且也可以达到经济、安全的目的。
1管道支吊架的作用1.1承受管道的重量荷载，包括自重、充水重、保温重等设置支吊架防止长管道因自重下垂。
1.2避免振动或冲击对管系的影响通过设置支吊架来减少振动设备产生的共振或者避免因外界的轻微振动而产生的谐振对管道造成的破坏。
对于节流阀、安全阀等阀门，应在其附近使用相匹配的支吊架来减少振动对管道的影响。
1.3限制管道位移2管道支吊架的类型管道支吊架按作用可以分为三大类：承重架、限制性支架和减振架。
2.1承重架承受管道重量（包括管道自重、保温层重量和介质重量等）。
承重架又可分为：（1）刚性支架：应用在无垂直位移的场合；（2）可调刚性支架：应用在无垂直位移，但要求安装误差严格的场合；（3）可变弹簧架：应用在有少量垂直位移的场合；（4）恒力弹簧支架：应用在垂直位移较大或要求支吊架的荷载变化不能太大的场合。
2.2限制性支架用于限制、控制和约束管道在任一方向的变形。
限制性支架又可分为固定架：（1）应用在固定点不允许有线位移和角位移的场合；（2）限位架：应用在限制管道任一方向线位移的场合；（3）轴向限位架：应用在限位点处需要限制管道轴向线位移的场合；（4）导向架：应用在允许管道有轴向位移，不允许有横向位移的场合。
管道应力设计中弹簧支吊架应用简析
管道应力设计中弹簧支吊架应用简析薛㊀庄摘㊀要：首先，概述了压力管道柔性设计的目的和方法，其次，介绍了弹簧支吊架的选用及相关注意事项㊂关键词：管道应力；弹簧支吊架；管道设计一㊁引言当压力管道受热膨胀和遇冷收缩时，产生的位移荷载将对与其相连的设备或土建结构产生作用力，同时，设备或土建结构也将反作用力于管道，并在管道中引起应力㊂当管道系统刚度较大时，这种推力和应力会很大，并可能影响到设备或管道的正常运行，甚至导致设备管道或土建结构的破坏，因此，必须使管道系统具有足够的柔性㊂二㊁管道柔性设计的目的和方法管道的柔性反映管道变形的难易程度，它表示管道通过自身变形来吸收热胀，冷缩和其他位移变形的能力㊂（一）目的１．管道应力过大或金属疲劳引起管道破坏㊂２．管道连接处产生泄漏㊂３．管道推力或力矩过大，使与其相连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备的正常运行㊂４．管道的推力或力矩过大引起管道支吊架破坏㊂（二）设计方法在现今管道设计中，增加管道柔性的措施主要有：改变管道走向（Π弯）．选用波纹管膨胀节和弹簧支吊架㊂１．如果条件允许，首先应考虑采用改变管道走向和弹簧支吊架的方法来改变管道柔性㊂２．一般而言，当两固定点位置一定时，可通过增加管系长度和弯头数量来增加管道柔性㊂３．当管系在某一方向的刚度过大时，增加与其垂直方向的管道长度可减小管系刚度㊂４．选用弹簧支吊架允许支吊点处存在垂直位移，从而将约束放松，增加管系的柔性㊂５．当管径较粗﹑场地受限且所需补偿量较大时，可考遨采用波纹管膨胀节来增加管道柔性㊂但波纹管膨胀节制造较复杂，且价格较高，适用于低压大直径管道㊂同时波纹管膨胀节往往成为管道中的薄弱环节，应尽量避免采用㊂在当前的管道设计方法中，增加弹簧支吊架成为改变管道柔性的一种常用手段㊂在进行管道柔性设计时，保证管道具有足够柔性来吸收变形的前提下㊁述应注意避免使管系过分柔软，这不但可以避免管系产生振动，还可以节约投资㊂三㊁弹簧支架的设计管道垂直热位移较大时，会导致刚性支架脱空，难以起到支吊架的作用；或者由于热障力过大造成管道应力和设备受力超标；或直接导致支架点受力过大使支架结构难以承受㊂由于弹簧支吊架既能承重，又能吸收管道的垂直位移，从而可以避免支架脱空和热胀力过大的问题，增加管道的柔性㊂四㊁弹簧支架的常用类型目前弹簧支吊架主要分为两类：可变弹簧支吊架和恒力弹簧支吊架㊂（一）应选用可变弹簧支吊架的情况１．因垂直位移而产生的荷载变化率不大于２５％时，可选用可变弹簧㊂２．管道在支架处有向上位移，产生支架脱离﹐使该支架丧失其承载功能，该部分荷载将转移到其邻近支架身上，使其他支架承受的荷载超过其设计承载，受到破坏；或因为支架的脱离而造成管道跨距超过其最大值的情况㊂３．管道在支撑点处有垂直向下位移，并且选用一般的刚性承重支架将会阻挡此处管道的位移，因此使管道产生二次应力的情况㊂４．当实际的荷载超过选用弹簧最大允许荷载时，可选用两个或两个以上弹簧并联，并联的弹簧应选用同一型号，并按弹簧数平均分配荷载㊂（二）选用恒力弹簧支吊架的情况管道在支吊架处有垂直方向的位移，而且要求该支吊架对管道支撑力的变化范围在６％以内时，该处应采用恒力弹簧㊂（三）弹簧的选用１．由于弹簧支吊架缺少对管道的约束刚度，容易造成管系的不稳性㊂管系中尽量选用刚性支架，当管道垂直位移引起柔性不足时，使用弹簧支吊架㊂２．在较长的垂直管道上安装弹簧支吊架时，在适当的方向加以限位支架，保证管系的稳定性㊂３．设计弹簧支吊架时支吊点水平位移需考虑，保证这个水平位移不会导致支架脱空和弹簧吊杆角度偏移不超过４度㊂角度过大时，可以考虑吊杆的偏装或加导轨㊂４．在指定弹簧支吊架的冷热态荷载时，管托等附加零部件应加入计算荷载中㊂特别对于大口径的管道，支架附件质量较大，如未考虑，将导致选型弹簧安装荷载偏小，使管道重量分布不均而不平衡㊂５．假如一个弹簧的变形量不能满足安装要求，可以选用两个弹簧串联安装，此时，串联两个弹簧承受的荷载应相同，总位移量按每个弹簧最大压缩量的比例进行分配㊂６．过多地使用弹簧会使管道缺少约束刚度造成管道的不稳定㊂而且弹簧在长期工作状态下还存在失效问题ｅ因此，在工程设计中一般都力求减少使用弹簧架，在刚性架无法满足要求的情况下使用弹簧架㊂７．弹簧支吊架的主要构成部分就是弹簧，弹簧的性能直接影响管道受力状态㊂弹簧支吊架的荷载与弹簧变形之间关系应具有良好的线性关系，也就是要求弹簧在工作区间内其刚度尽可能恒定不变㊂因此，选用的弹簧支吊架的工作变形量应在试验荷载（为测定弹簧特性，弹簧允许承受的最大荷载）下变形量的３０％ ７０％范围内选取，即在弹簧的最佳工作范围选择㊂（四）弹簧支吊架的作用弹簧支吊架的作用主要有以下几种㊂１．管道的承重㊂２．调节管系的二次应力端点推力㊂３．消除管道布置不当造成的荷载转移㊂五㊁结语弹簧支吊架在管系设计中有着重要的意义，合理设置和选择正确的弹簧支吊架，能很好地增加管道的柔性，只有清楚了解管道的柔性设计目的及方法，熟悉各种弹簧支吊架的特点及使用方式，结合应力分析结果，才能更好选择合理的柔性设计方案，满足管道安全和设备的受力要求，从而保证装置的安全可靠㊂参考文献：［１］罗宇，张春迎，陈万里．探讨化工设计中的管道应力分析［Ｊ］．科技信息，２０１０（１１）：７７５－７４８．［２］上海化工设计院．ＨＧ／Ｔ２０６４４－１９９８变力弹簧支吊架［Ｓ］北京：全国化工工程建设标准编辑中心，１９９９．作者简介：薛庄，天津辰创环境工程科技有限责任公司㊂８５１。
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管道应力分析中弹簧支吊架的应用探讨
摘要：弹簧支吊架作为热力管道及设备的一种有效的支撑形式，在电力、炼油
和化工及工业生产中被广泛应用，如何做好弹簧支吊架的应力设计提高管道使用
效果，成为其应用技术的核心和关键。
本文对相关内容进行了分析探讨。
关键词：管道应力；弹簧支吊架；应用；安装
引言弹簧支吊架作为热力管道及设备的一种有效的支撑形式，在电力、炼油
和化工及工业生产中被广泛应用，如何做好弹簧支吊架的应力设计，保障管道满
足应力的相关要求，提高管道使用效果，成为其应用技术的核心和关键。
1管道应力分类
管道承受内压力和持续外载产生的应力称为一次应力，通常内力与施加的负
荷是成正比例关系的，内力会随着外力负荷的增大而增加，一旦极限增加到超出
负载极限可控范围时，一次应力超过极限，管道极易发生无限塑性流动导致管道
爆裂或断裂。
因此，为了使管道不产生塑性流动，必须对一次应力进行分析并合
理控制；管道由于热胀、冷缩位移作用产生的应力称为二次应力，当管道在受热
或制冷等约束条件下会收到一定限制，从而产生二次应力阻力约束。
二次应力的
变化与荷载的大小变化没有关系，如果二次应力超过了极限，管道就会产生有限
的塑性变形，引起钢管内部结构的损伤，时间久了，塑性重复往返变形也会引起
管道损坏。
因此，也要对二次应力进行安定性分析，合理控制，防止其发生塑性
变形。
除此之外，在管道某些结构不连续部位，也会产生应力集中，叫做峰值应力。
因为应力集中的区域受到周围弹性区域的约束，峰值应力一旦超过极限，虽
然不会导致塑性变形，但循环变化的峰值应力会引起钢管内部结构的损伤，致使
管道疲劳损坏。
比如在弯头、三通和折角等处的应力，一般都属于峰值应力。
因
此要根据允许的疲劳次数对峰值应力进行疲劳分析，合理控制峰值应力的大小。
2管道应力分析和计算
2.1应力分析。
当出现管道布置不合理或者受力计算不正确时，会引起管道或支架破坏等一系列问题，运行过程中由于管道应力出现事故时有发生，对整个管
网系统和设备运行带来较大安全隐患。
通过对管道系统的受力分析与计算，保证
管道具有较好的柔性，为整个管道系统和设备的安全可靠、高效平稳运行提供技
术支持。
所以管道设计后首先要对管道进行应力分析，特别是对于脆弱材料和冷
箱管道衬里要深入细致的分析。
施加在管道上的外部荷载包括动态和静态两种，
两种荷载方式施加管道后会产生不同的响应，即便静载荷和动载荷相同时也会产
生不同的应力对抗。
需要根据具体情况进行具体分析。
一是静力分析。
首先计算
管道在负荷压力下主应力并设置合理的管道应力值，以免变形和损坏;其次要分析和统计管道在热胀冷缩位移约束条件下产生的二次应力并设置科学的应力可控范围，以免管道损坏；最后要分析管道对设备的影响是否在设备承受范围之内，以
免设备损坏。
二是动力分析。
要分析管道的固有频率来获得管道共振频率;分析管道强制振动响应来有效控制管道应力;分析往复式压缩机的压力脉动和列频，设置
科学的压力脉动值来避免出现气柱共振问题。
2.2应力计算。
管道应力计算是通过对管道的力矩、应力以及由内压力、外部荷载和热胀冷缩引起的力等指标的计算，对管道的结构尺寸进行确定，并采取适
当的补偿措施，使设计的管道不仅经济合理，运行也能够安全可靠。
在对管道应
力进行计算时，要考率管道内的流体压力也就是内压力；考虑外部荷载，主要是
管道的自重，包括管道、流体和保温结构的重量或室外管道的风雪、地震载荷等；
由于管道热胀冷缩所产生的应力。
计算时要包括选定或校核钢管壁厚、确定活动支座的最大允许间距、分析固定支座受力情况和计算其受力大小、管道的热伸长度、确定补偿器的结构尺寸和它的弹性力等几个关键方面。
只有加强对管道的受力分析和研究，为管道的正常运行提供准确的理论依据和参考数据，科学合理的设计管道敷设，才能为整个管道系统可靠安全运行提供保障。
3弹簧支吊架概述
3.1弹簧支吊架作用。
管道设计中管道支撑点产生垂直位移较大时，当管道位移向上会造成支架脱空失去承载功能，荷载也会增大管道的一次应力，当管道位移向下时支撑点会产生较大的热应力从而对管道和支吊架以及邻近的设备造成一定影响，应该使用弹簧支吊架释放热应力，通过弹簧平衡调整荷载满足设备管口的应用荷载要求。
3.2管架的布置选择。
管道主要应力因管道内部压力和外部负荷而产生，尺寸和效果受管道和管道管件的截面载荷影响。
管道应力过大会损坏管道。
管架的设置与管道主要应力关系密切，通过设置管架的位置、形式可以调整管道应力。
管道的二次应力因为管道变形产生正应力或剪应力,不直接与外力平衡，选择合适的支吊架能满足管道系统变形需要，并且能较好的限制其在一个方向上的管道位移来降低设备和管道受力。
4弹簧支吊架应用分析
弹簧支吊架是一种可变力承重支吊架，管道运行过程中处于冷热交替状态，弹簧支吊架的附加力及其不平衡的重量会受到影响。
管道的垂直位移越大，荷载的变化率就越大，可变弹簧支吊架只适用于管道垂直位移不太大的情况。
管道支撑点的垂直位移使支撑点脱空或荷载过大导致一、二次应力影响管道，就要在垂直管道支撑点设计弹簧支吊架来减少受到的作用力，来保证整个管系的安全平稳运行。
弹簧性能直接影响管道受力状态，工作区域内的弹簧应尽可能保持恒定。
弹簧力变化贯穿着整个操作循环中，通过位移、冷态荷载及弹簧的刚度计算弹簧的热态荷载，完成弹簧的选择。
弹簧支吊架装配要严格按照设计要求，安装完毕试压完成拔出定位装置正常工作。
为确保管子不因位移过大掉下管架，管架设计要统筹考虑弹簧支吊架位置的水平位移,一般会限制弹簧吊在4°范围内。
管道在支撑点同时产生横向位移会由于摩擦力作用导致弹簧倾斜或失稳，一旦水平位移较大就采用带滚轮荷重板或带聚四氟乙烯荷重板弹簧支架,在偏置位置安装支架减小其在冷态和热态位置时支架垂直作用线偏差。
有水平位移的弹簧必要时采用加长托板或偏装措施控制水平位移处于合理范围。
5弹簧支吊架的串并联
吊架的弹簧提升点产生较大位移造成单个弹簧不能满足要求时可将弹簧串联使用，使用的弹簧最大载荷要相同，能有效利用每个弹簧的承载能力，但变量弹簧系列控制稳定性差应用串联不能超过3个，串联时不能使用恒力弹簧吊架。
可以根据设计要求并联使用可变弹簧和恒力弹簧。
需要注意的是，当管道支撑点上的负载超过标准弹簧支撑吊架的最大允许负载时，最好使用两个或多个同一类型的弹簧吊架并行支撑，确保弹簧支撑力的均匀和稳定性。
6结语弹簧支吊架的科学选择和正确安装，才能保证管道系统的安全稳定运行。
管道设计时要清晰了解弹簧支吊架的特点、弹簧参数等，做好应力分析和设计，通过科学设定弹簧安装、工作载荷、弹簧刚度，提高管道设计的科学性和合理性，对管道系统在各种工况下的平衡性进行改善，提高管道使用的安全性和高效性。
参考文献：
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