【正文】 架彈簧在生產(chǎn)制造中要滿足下列技術(shù)要求： 彈簧表面不應(yīng)有裂紋、折 疊 、分層、過燒等缺陷。 剛度的倒數(shù)稱彈簧系數(shù)，用 K表示（ mm/N）。 為了避免彈簧支吊架成為剛性支吊架（彈簧壓死）。因此，管道在 冷態(tài)時(shí)（安裝狀態(tài)），彈簧支吊架的載荷（安裝載荷）比工作載荷或大（上位移時(shí)）或?。ㄏ挛灰茣r(shí)）些。這類彈簧 支 吊架在出廠前已按設(shè)計(jì)要求將載荷整定在冷態(tài)載荷位置，在安裝運(yùn)行時(shí)還可根 據(jù)變化了的載荷加以調(diào)整。 支吊架的強(qiáng)度條件：管道強(qiáng)度應(yīng)按《火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算技術(shù)規(guī)定》（ SDGJ90） 有關(guān)外載應(yīng)力驗(yàn)算的規(guī)定計(jì)算，使管道的持續(xù)外載當(dāng)量應(yīng)力在允許范圍內(nèi)；并且單跨距管道按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，管道自重引起的最大彎曲應(yīng)力不應(yīng)大于 。管道的熱脹，一般 是受到制約的，于是管道引起熱脹應(yīng)力，大機(jī)組的高溫管道熱位移往往很大，導(dǎo)致管道局部位置的熱應(yīng)力超標(biāo)，對(duì)設(shè)備 8 的推力超過允許值。工作載荷是支吊架彈簧和恒力吊架選用時(shí)的載荷依據(jù)，也是計(jì)算支吊架其它載荷的基礎(chǔ)。連接件大部分介于上述各類部件之問，故又稱為中 間 連接件。承重支吊架中的恒力彈簧組件、變力彈簧組件；限位支吊裝置中的拉撐桿；振動(dòng)控制裝置中的減振器、阻尼器等都屬于功能件。在限制管道位移的同時(shí)也承受管系重量的裝置，稱為限位支吊架。 因此， 為 保證管道的安全運(yùn)行就更顯得重要，做到這一點(diǎn)的關(guān)鍵是管道日常的維護(hù)和檢驗(yàn)，尤其是管道支吊架的維護(hù)和調(diào)整。異型管件的減少，不但可以降低管道設(shè)備投資，更重要的是減少了焊口的數(shù)量，提高了管系的安全性。 （ 2） 管道設(shè)備的連接，應(yīng)盡可能的短而直，尤其是合金鋼管道。 （ 4） 管道穿越樓板、平臺(tái)及墻壁 時(shí) 要加套管保護(hù)，套管直徑應(yīng)不妨礙管道的熱脹，并大于保溫后的管道直徑。由此可見，要保證管道的安全運(yùn)行，需要多方面工作的配合。 （ 1） 承重支 吊架 按其在管道垂直位移時(shí)載荷的變化情況可分為恒力支吊架、變力支吊架和剛性支吊架。 表 3－ 1 管道支吊架的類型 5 編號(hào) 分類 型式 名稱 用途 名稱 用途 1 承重支吊架 以承受管系重量為目的的裝置 ①恒力支吊架 用于管道垂直位移較大或需要轉(zhuǎn)移載荷的地方 ②變力支吊架 用于管道垂直位移不太大的地方 ③剛性支吊架 用于管道無垂直位移或垂直位移很小且允許約束的地方 2 限位支吊架 以限制和約束因熱脹引起管系自由位移為目的的裝置 ④限位裝置 用于管管系中需要限制某一方向位移的地方 ⑤導(dǎo)向裝置 用于引導(dǎo)管道位移方向或需要控制管道沿軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的地方 ⑥固定支架 用于管道不允許任何方向位移的地方 3 振動(dòng)控制裝置 用于制止管道擺動(dòng)振動(dòng)或沖擊的控制裝置 ⑦減振器 用于需要控制持續(xù)性的流體振動(dòng)的地方 ⑧阻尼器 用于需要控制沖擊性的流體振動(dòng)和地震激擾的地方 6 圖 31 管道支吊架裝置的類型 （圖中管道裝置類型編號(hào)與表 11相同） 管道支吊架的構(gòu)成 （ 1）管部結(jié)構(gòu) 直接安裝在管子上的部件稱為管部，它是管道支吊裝置中唯一不可缺少的部件 。這種輔助鋼結(jié)構(gòu)就是支吊裝置的根部結(jié)構(gòu)。 通常把支吊架的載荷分為三類：工作載荷、安裝載荷和結(jié)構(gòu)載荷。 結(jié)構(gòu)載荷：修正后的工作載荷加上有關(guān)的附加力和力矩，稱為支吊架的結(jié)構(gòu)載荷。 選擇支吊架的型式時(shí)，根據(jù)支吊架的垂直熱位移的大小和方向，確定剛性支吊架、彈簧支吊架或是恒力吊架。也就是彈簧支吊架的載荷隨著所支吊的管道的位移而變化。 10 在彈簧支吊架中，支吊架的載荷直接與彈簧力相平衡，而彈簧力等于彈簧剛度與壓縮值的乘積。但它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用還是非常廣泛。 λmin 一般?。?~） λb ，現(xiàn)行支吊架標(biāo)準(zhǔn)中， λmin ≈ 。下面詳細(xì)分析一下滿足上述要求時(shí)的彈簧工作范圍。 彈簧兩個(gè)端面應(yīng)與軸線垂直，彈簧傾斜量不應(yīng)超過自由高度 2%。選擇彈簧時(shí)，在任何情況下壓縮保證在 λmax 至 λmin 之間，彈簧的安裝載荷和工作載荷均不應(yīng)超過其最大允許載荷。 若管道的位移方向向上，從表 1的中線和上粗線之間查得工作載荷，再按位移量向上查得安裝載荷。 5) 選用吊架型號(hào)為 TD 30A 13。 管道進(jìn)行水壓試驗(yàn)前和保溫前后，應(yīng)對(duì)支吊架的受力狀態(tài)進(jìn)行一次全面檢查和調(diào)整。因此，載荷調(diào)整可以達(dá)到較高的精度。結(jié)構(gòu)上，用得最多的是彈簧式恒力吊架。 中間 轉(zhuǎn)體上有若干個(gè)吊桿孔 B，可根據(jù)熱位移大小選用其中一個(gè)。 W178。 AC178。 彈簧安裝壓縮值，必須以 λ =CD的原則確定。 λ CD的安裝載荷偏大， λ CD則安裝載荷 偏小。熱位移裕量過小，容易引起轉(zhuǎn)體與限位器相碰，使吊架成為剛性吊架或完全不吃力。彈簧安裝壓縮值查表 3— 4，為 207mm。 下 10176。 實(shí)測(cè)彈簧剛度。但彈簧壓縮值的改變，必須考慮對(duì)吊架恒力特性的影響，彈簧壓縮的改變值不宜超過 10mm。管道水壓試驗(yàn)和保溫前后，應(yīng)檢查吊桿吃力情況。 管道達(dá)到額定溫度后，檢查轉(zhuǎn)體工作位置，注意轉(zhuǎn)體是否與限位器相碰。二者工作原理完全一樣，同號(hào)的兩種吊架性能也完全相同。a/K （ 3— 12） 式中： a為彈簧力臂； K為載荷力臂； Pˊ為彈簧剛度； F0 為轉(zhuǎn)角а =0時(shí)的彈簧壓縮值； Δ F為а≠ 0時(shí)為彈簧壓縮值變化量。Cos(30 186。L （ 3— 18） （ 3— 18） 式中， Pˊ、 F 0、 R、 AB、 L為不隨轉(zhuǎn)角而變的常數(shù)，其余都是變數(shù)，且都是а角的函數(shù)。 （ 3— 19） 式中： R。 PH（ LH）型恒力吊架，允許熱位移為 50至 350mm，允許載荷為 ，載荷調(diào)整范圍為177。179。 其中： PH表示 平 式； LH表示立式 ；179。179。 Δ yc=179。考慮到本吊架熱位移范圍為[Δ y]至 [Δ y]，放 [Δ y]II取 2[Δ y]I，即 [Δ y]II=300mm。 3 I． 5 I． 4179。 2 II． 5179。 179。 120=144mm 類別 基本吊架號(hào) 并聯(lián)數(shù) 25 查圖 3— 14，可選 、 179。 ） = 定位齒定在Δ y=[Δ y]A =。 旁路管道，由于管線較短，管系剛度往往較大，且與主管的接口位置有較大的熱位移，使管道的熱脹二次應(yīng)力普遍偏高。 如果需要限制管道對(duì)設(shè)備的推力，也可通過限位支吊架實(shí) 現(xiàn)。如固定支架是限制三個(gè)方向的線位移和角位移（即完全限位）；一般的滑動(dòng)支架和剛性吊架，用在 y向位移近似為零的支吊點(diǎn)，因而也就不存在限位問題。限位剛吊用在有 y 向熱位移的吊點(diǎn)，用來限制吊點(diǎn)的向下熱位移。為了說明設(shè)有限位支吊架管系的冷緊特點(diǎn)，首先回顧一下無限位管系的冷緊。 分段冷緊是各 限位段都設(shè)冷緊口，分別進(jìn)行冷緊。 管道二次應(yīng)力不但要看應(yīng)力水平，而且還要看冷熱態(tài)的應(yīng)力變化幅度。當(dāng)采用不同的冷緊位移分配方式時(shí)，冷緊效果和冷緊工藝要求也不相同。各冷 緊口兩側(cè)的冷緊位移量，一般可不進(jìn)行嚴(yán)格控制。特別需要指出的是，支吊架載荷調(diào)整，不但包括各彈性支吊架，也包括承重的限位支吊架（需實(shí)測(cè)整定），此冷態(tài)載荷由設(shè)計(jì)給定。按柔性分配冷緊量的方式，在冷緊過程中，對(duì)承重支吊架的載荷狀態(tài)無特殊要求，冷緊工序也較為簡(jiǎn)便。液壓式阻尼器對(duì)管道熱脹冷縮的緩慢移動(dòng)幾乎沒有阻尼，而且它對(duì)低幅高頻振動(dòng)也不起作用。 二、檢查內(nèi)容 對(duì)于管道、支吊架在冷熱態(tài)時(shí)位移正常，不與其他構(gòu)件相碰。 2．阻尼器位移是否正常。 如采用上述所有的方法，仍不能取出固定銷軸，說明選用的恒力吊架型號(hào)不對(duì)，實(shí)際載荷與支吊架標(biāo)準(zhǔn)載荷偏差過大，應(yīng)改變分配給的支吊架的荷載或改變吊架。 減振器與阻尼器一般應(yīng)在管道處于冷態(tài)線時(shí)安裝。 主蒸氣管道計(jì)算的溫度，取用鍋爐額定蒸發(fā)量時(shí)過熱器出口的額定工作溫度。 (mm3) （ 3— 22） （ 3） Wz=π /32dW(dW4dN4)178。 （ 4）對(duì)于直 管，取 K=1。因此，就引入環(huán)向焊縫系數(shù)Φ來考慮這個(gè)影響。選擇多大的安全系數(shù)就要顧及各方面的情況，除了考慮到應(yīng)力計(jì)算的準(zhǔn)確性和鋼材強(qiáng)度特性的可靠性外，還要考慮到?jīng)]法 計(jì)算 的其他失效類型等。 20%的分散帶。 105min ，在內(nèi)壓下的安全系數(shù)由 ；水電部 1978年修定的 SDGJ? — 78規(guī)定，? st 與 ? Dt的安全系數(shù)由 改為 。當(dāng)管子外徑（或內(nèi)徑）決定后，應(yīng)該選用多大的壁厚就要由內(nèi)部介質(zhì)壓力來決定。 管子內(nèi)壓折算應(yīng)力的計(jì)算： 式中： Pjs 為計(jì)算應(yīng)力，（ MPa） Dw 為管子外徑，（ mm） S為實(shí)測(cè)壁厚，（ mm） 壁厚計(jì)算 管子或管道的管子壁厚理論計(jì)算壁厚 SL： SL= PDw /(2Ψ h［?］ +P ) 。 當(dāng)管子內(nèi)存在均勻分布的壓力時(shí)，在管壁上任何一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，是由作用在該點(diǎn)上三個(gè)互相垂直的主應(yīng)力決定的， 其中一個(gè)主應(yīng)力沿管壁圓周的切線方向，通常稱內(nèi)壓周向應(yīng)力（? zx）；第二個(gè)主應(yīng)力平行于管子的軸線方向，稱內(nèi)壓軸向應(yīng)力（? zh）；第三個(gè)主應(yīng)力是沿著管壁的直徑方向，稱為內(nèi)壓徑向應(yīng)力（? jx）。如西德的 TRD規(guī)范，對(duì)? t2179。就是被考慮的主要應(yīng)力，也不是準(zhǔn)確計(jì)算出來，而是采用簡(jiǎn)化的近似計(jì)標(biāo)。 管道是在高溫下，受各種各樣應(yīng)力及蒸氣介質(zhì)的作用下工作的，它有可能因大面積屈服、 35 破斷、低周疲勞、熱疲勞或應(yīng)力腐蝕等原因而失敗。對(duì)于按照有關(guān)規(guī)范檢驗(yàn)合格的環(huán)向焊縫，Φ值按下列規(guī)定選取： 對(duì)于碳素鋼和低合金鋼 Φ = 對(duì)于鋼鉻鋼 Φ = （ 2）當(dāng)驗(yàn)標(biāo)點(diǎn)在各類彎管、熱擠壓三通或焊制三通支管與主管交叉點(diǎn)時(shí)，取Φ =1。 4. 應(yīng)力加強(qiáng)系數(shù) m 34 應(yīng)力加強(qiáng)系數(shù)表示彎管或三通，在承受交變彎曲疲勞時(shí)與直管承受同樣彎矩而產(chǎn)生的最大應(yīng)力之比值，試驗(yàn)和實(shí)踐都證明這些管件存在局面應(yīng)力集中。 ： 它是表征管件特性的參數(shù)。如果超溫次數(shù)多、時(shí)間長(zhǎng)，這是不允許的。 補(bǔ)裝減振器后，必須進(jìn)行熱態(tài)調(diào)整，保證彈簧壓縮后的行程裕度大于因管道位移在減振器位置的軸向分量，并使無附加力作用在熱態(tài)的管道上。否則，按照上述方法調(diào)整。剛性吊架吊桿和水平線的夾角應(yīng)小于 3176。具體來講： （一） . 彈簧支吊架 : 1．變力彈簧支架是否過度壓縮、卡死、偏斜或失載，彈簧盒內(nèi)有無其它雜物 2．記錄彈簧刻度（如有位移指示器則直接讀數(shù)，沒有，用尺子測(cè)量彈簧的高度）。 30 第三節(jié) 支吊架的運(yùn)行維護(hù)和檢查 一、檢查周期 管道支吊架在管道的運(yùn)行時(shí)應(yīng)定期進(jìn)行檢查和維護(hù)，在 DL/T616火力發(fā)電廠汽水管道與支吊架維修調(diào)整導(dǎo)則中作了明確的 規(guī)定。常見的減震器的類型有彈簧式減振器、輪鼓式減振器、液壓式阻尼器和機(jī)械式阻尼器。就管道施工工序而言，施工中需預(yù)先清洗接口，焊接式流量裝置需在沖管后才能正式安裝，管道安裝工作難以一次正式完成，給分段冷緊工作帶來困難。如管系中有 x、 z向限位所在管段的 y向冷緊，然后依次進(jìn)行相臨冷緊口的冷緊。此法的冷緊效果、限位支吊架的冷熱態(tài)推力，等效于按柔度分配冷緊量的分段冷緊。因此，只要二次 28 應(yīng)力值和端點(diǎn)推力滿足要求，冷緊比可大可小，各限位段的冷緊比也不必強(qiáng)求一律，這是按限位段柔度分配冷緊量冷緊法實(shí)際應(yīng)用的前題。進(jìn)行冷緊前，需對(duì)各冷緊量統(tǒng)一進(jìn)行檢查，然后依次進(jìn)行冷緊。冷緊時(shí)，如果冷緊口兩側(cè)的冷緊位移量不按兩側(cè)管段 的柔性進(jìn)行分配，則冷緊裝置未松開前，兩側(cè)管段冷緊效果不相同；但冷緊裝置松開后，管道可按各段的柔性自行調(diào)整冷緊位移量，特別是支吊架的載荷調(diào)好后，管道重量對(duì)冷緊位移的影響因素可以消除，管道各點(diǎn)的冷緊位移，完全由管道各段柔性自行調(diào)整，熱位移時(shí)，各點(diǎn)的熱位移量也是按各段柔度自行分配膨脹量，達(dá)到整體管道為同一冷緊比。按限位剛吊的限位功能，一般只能用于有向下 y向位移的吊點(diǎn)，但實(shí)際工程中也用于有向上熱位移的吊點(diǎn)。下面介紹幾種常用的限位支吊架型式和它們 的特點(diǎn)。 26 管道重量偏離設(shè)計(jì)值，或支吊架載荷調(diào)整偏離設(shè)計(jì)值的情況是大量存在的。 上述各種問題，單純通過管道布置方式的改變，很難圓滿的解決問題，而且會(huì)增加材料消耗，采用限位支 吊架則是解決問題的較方便途徑。 三、限位支吊架 1. 限位支吊架的基本概念 彈簧支吊架和恒力吊架都屬?gòu)椥灾У跫?，它們的共同點(diǎn)是，不承受管道的熱脹和冷緊推力，對(duì)管道熱位移不起限制作用。 ，選用 。選用 。 179。2 I． 5179。 由于主簧和輔簧剛度比為 2： 1，且最大允許壓縮值相同，為了盡量減少?gòu)椈梢?guī)格，本吊架額 定載荷系列比也取 2： 1。Δ y=34690179。 S表示上位移； x表示下位移。表示吊架號(hào)；179。179。吊架規(guī)格型號(hào)及性能，詳見工廠標(biāo)準(zhǔn) JB2? 54B1。為對(duì)應(yīng) R。此種吊架是近似恒力型吊架，使用中不恒定率可達(dá)到 6%以下。a/K=P ˊ (F 0+Δ F)178。為了說明 恒力特性，將（ 3— 12）式進(jìn)行變換。 PH（ LH 型恒吊，也是按力矩平衡原理工作時(shí)，故結(jié)構(gòu)上與 H— 1 型恒吊 相似 21 圖 3－ 5 恒力彈簧支吊架支吊架的典型結(jié)構(gòu)圖 PH型恒吊工作原理參見圖 3— 6 圖 3－ 6 恒力彈簧支吊架工作原理 轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)角范圍為 60186。 工程中，往往發(fā)生實(shí)際載荷偏離設(shè)計(jì)值的情況，此時(shí)可通過以下辦法改變吊架的載荷： 通過負(fù)荷調(diào)整器改變載荷。確認(rèn)無誤后去掉彈簧