【正文】 對 管 道 支 撐 點 的 力 并 不 是 恒 定不 變 的 ， 這 是 因 為 彈 簧 支 架 各 運 動 部 件 之 間 存 在 摩 擦 力 ， 而 且 各 部 件 的 尺 寸 、 彈 簧 的剛 度 等 都 可 能 存 在 制 造 偏 差 ， 這 些 因 素 都 會 導(dǎo) 致 恒 力 彈 簧 在 其 工 作 行 程 范 圍 內(nèi) 對 支 撐點 的 力 有 少 量 的 變 化 。 一 般 情 況 下 ， 標(biāo) 準(zhǔn) 恒 力 彈 簧 支 吊 架 在 其 全 程 位 移 過 程 中 的 最 大和 最 小 載 荷 偏 差 應(yīng) 控 制 在 某 個 數(shù) 值 范 圍 內(nèi) ， 而 工 程 上 常 用 恒 定 度 這 一 概 念 來 評 判 恒 力彈 簧 的 載 荷 變 化 。 所 謂 恒 定 度 是 指 恒 力 彈 簧 在 其 全 行 程 范 圍 內(nèi) 的 最 大 、 最 小 載 荷 值 之差 與 最 大 、 最 小 載 荷 值 之 和 的 百 分 比 ， 用 式 子 表 示 即 為 ：D =[ (Fmax － Fmin)/ (Fmax + Fmin)] X 100%式 中D― ― 恒 力 彈 簧 的 恒 定 度 。 一 般 情 況 下 ， D 應(yīng) 不 大 于 6%Fmax― ― 恒 力 彈 簧 在 全 行 程 范 圍 內(nèi) 出 現(xiàn) 的 最 大 載 荷 值 ， N；Fmin― ― 恒 力 彈 簧 在 全 行 程 范 圍 內(nèi) 出 現(xiàn) 的 最 小 載 荷 值 ， N。1) 恒 力 彈 簧 支 吊 架 的 工 作 原 理當(dāng) 恒 力 彈 簧 支 吊 架 承 受 一 個 管 道 載 荷 磯 時 ， F1 將 產(chǎn) 生 一 個 相 對 于 O 點 的 轉(zhuǎn) 動 力矩 M1。 M1 將 拉 動 三 連 桿 AOB 向 下 轉(zhuǎn) 動 ， 同 時 三 連 桿 會 帶 動 B 點 向 右 移 動 ， 從而 使 彈 簧 受 到 壓 縮 ， 產(chǎn) 生 一 個 彈 簧 力 F2。 F2 相 對 于 主 軸 O 點 也 將 產(chǎn) 生 一 個 轉(zhuǎn) 動力 矩 M2。 通 過 適 當(dāng) 的 結(jié) 構(gòu) 和 力 的 平 衡 設(shè) 計 ， 可 以 使 兩 個 力 矩 M1 和 M2 始 終 保持 平 衡 ， 并 通 過 適 當(dāng) 的 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 設(shè) 計 ， 在 保 持 力 矩 平 衡 的 情 況 下 ， 只 不 斷 變 換 位 置 但大 小 不 變 ， 即 實 現(xiàn) 對 管 道 的 恒 力 支 撐 。 壓力管道應(yīng)力分析部分 第 22 頁 共 45 頁2) 恒 力 彈 簧 支 吊 架 的 選 用換 句 話 說 ， 吊 架 的 承 載 能 力 與 其 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 有 關(guān) 。 因 此 ， 支 撐 點 的 管 道 載 荷 是 選 擇恒 力 彈 簧 吊 架 的 參 數(shù) 之 一 。 根 據(jù) 熱 態(tài) 吊 零 原 則 ， 一 般 取 管 道 荷 載 為 冷 態(tài) 情 況 下 管 系 的分 配 載 荷 。 另 外 ， 受 吊 架 中 各 運 行 部 件 的 結(jié) 構(gòu) 限 制 ， 吊 點 的 位 移 是 有 限 制 的 ， 甚 至 它不 能 按 運 行 部 件 的 最 大 運 行 位 置 來 確 定 吊 點 的 位 移 范 圍 ， 因 為 運 行 部 件 到 達(dá) 極 限 位 置時 ， 會 造 成 較 大 的 承 載 偏 差 值 。 因 此 ， 對 于 一 個 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 一 定 的 恒 力 彈 簧 吊 架 ， 它 允許 的 最 大 位 移 值 也 是 確 定 的 。 或 者 說 ， 管 道 上 時 最 大 位 移 量 也 是 確 定 恒 力 彈 簧 吊 架 的參 數(shù) 之 一 。 有 關(guān) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 已 將 常 用 的 恒 力 彈 簧 吊 架 進(jìn) 行 了 系 列 化 ， 并 對 它 進(jìn) 行 了 編 號 ，每 個 編 號 的 吊 架 其 允 許 的 最 大 承 載 和 最 大 位 移 己 列 表 給 出 ， 設(shè) 計 人 員 只 要 根 據(jù) 管 道 支撐 點 的 載 荷 和 位 移 查 表 即 可 確 定 所 需 要 的 恒 力 彈 簧 吊 架 規(guī) 格 型 號 。9. 在 管 道 中 多 設(shè) 彈 簧 支 吊 架 更 安 全 嗎 ？不 一 定 更 安 全 ， 因 為 彈 簧 支 吊 架 的 剛 度 遠(yuǎn) 低 于 剛 性 支 吊 架 ， 所 以 過 多 設(shè) 置 彈 簧 支吊 架 會 使 管 系 各 點 位 移 方 向 失 去 控 制 ， 管 系 穩(wěn) 定 性 較 差 ， 易 產(chǎn) 生 偏 斜 和 振 動 。 什 么 要 在 高 聳 設(shè) 備 布 置 的 豎 直 管 道 上 設(shè) 置 導(dǎo) 向 架 ？ 如 何 設(shè) 置 ？答 ： 為 了 約 束 由 風(fēng) 裁 、 地 震 、 溫 度 變 化 等 引 起 的 橫 向 位 移 。 沿 直 立 設(shè) 備 布 置 的 立 管 應(yīng)設(shè) 置 導(dǎo) 向 支 架 。 立 管 導(dǎo) 向 支 架 間 的 允 許 間 距 應(yīng) 符 合 下 表 規(guī) 定 ： 氣 體 管 道 /m 液 體 管 道 /m管 道 公 稱直 徑 mm 光 管 隔 熱 光 管 隔 熱25 40 50 80 100 150 200 250 300 350 400 450 500 壓力管道應(yīng)力分析部分 第 23 頁 共 45 頁600 什 么 在 沿 反 應(yīng) 器 布 置 的 高 溫 豎 直 管 道 上 ， 通 常 要 設(shè) 置 彈 簧 支 吊 架 ？答 ： 沿 反 應(yīng) 器 布 置 的 高 溫 管 道 與 反 應(yīng) 器 之 間 ， 或 高 溫 管 道 與 構(gòu) 架 之 間 有 較 大 的 位 移差 ， 所 以 通 常 要 設(shè) 彈 簧 支 吊 架 來 承 受 管 道 荷 重 。 道 在 支 架 上 滑 動 的 軸 向 最 大 允 許 位 移 量 不 宜 超 過 定 型 滑 動 管 托 長 度 的40%， 以 免 管 道 在 熱 脹 時 將 管 托 滑 落 于 支 架 梁 的 下 面 ， 而 在 冷 縮 時 不 能 恢 復(fù) 原 位 造 成管 道 或 支 架 損 壞 。 如 在 補 償 值 允 許 的 范 圍 內(nèi) ， 管 道 的 位 移 量 超 過 管 托 長 度 的 40%時 ，可 將 管 托 長 度 適 當(dāng) 加 大 。 吊 架 的 位 置 確 定從 前 面 的 介 紹 中 可 以 看 出 ， 不 同 的 支 吊 架 型 式 對 生 根 條 件 有 不 同 的 要 求 ， 而 從 保障 管 系 的 自 身 強 度 、 穩(wěn) 定 性 、 防 振 以 及 對 邊 界 條 件 的 要 求 來 說 ， 總 存 在 著 在 管 系 的 某個 地 方 支 撐 、 并 以 特 定 的 支 架 型 式 支 撐 為 最 理 想 。 上 述 的 兩 個 條 件 有 時 是 矛 盾 的 ， 即最 理 想 的 支 撐 位 置 并 不 一 定 具 備 支 架 生 根 條 件 ， 可 用 的 生 根 條 件 并 不 一 定 滿 足 最 理 想的 支 架 型 式 需 要 。 要 處 理 好 這 樣 的 問 題 是 比 較 難 的 ， 或 者 說 要 將 它 上 升 到 理 論 上 去 論述 是 比 較 難 的 ， 有 時 工 程 經(jīng) 驗 比 理 論 更 適 用 。 實 際 的 空 間 管 系 也 是 多 樣 化 的 。 1) 基 本 原 則(1)對 于 不 同 的 管 系 ， 在 確 定 其 支 吊 架 位 置 時 都 應(yīng) 遵 守 下 列 基 本 原 則 ： 管 道 支 吊 架 的位 置 、 數(shù) 量 、 型 式 等 應(yīng) 能 滿 足 管 系 靜 應(yīng) 力 分 析 的 要 求 。 這 個 要 求 包 括 管 系 自 身 的 強 度 、穩(wěn) 定 性 、 最 大 位 移 以 及 對 相 連 設(shè) 備 、 生 根 設(shè) 施 的 力 學(xué) 要 求 ；(2)管 道 支 吊 架 的 位 置 、 數(shù) 量 、 型 式 應(yīng) 能 滿 足 管 系 動 應(yīng) 力 分 析 的 要 求 。 這 個 要 求 包 括管 系 對 管 道 的 機 械 振 動 、 水 擊 、 放 空 反 沖 擊 、 地 震 、 風(fēng) 載 等 載 荷 作 用 下 的 力 學(xué) 要 求 ；(3)管 道 支 吊 架 應(yīng) 具 備 相 應(yīng) 的 生 根 條 件 。 當(dāng) 該 條 與 上 述 兩 條 發(fā) 生 沖 突 肘 ， 應(yīng) 考 慮 改 變管 系 的 走 向 ， 最 終 使 上 兩 條 要 求 得 到 滿 足 ；(4)支 吊 架 應(yīng) 盡 可 能 利 用 已 有 的 建 構(gòu) 筑 梁 柱 、 平 臺 、 設(shè) 備 本 體 、 加 熱 爐 鋼 結(jié) 構(gòu) 、 地 面等 作 為 生 根 點 。 對 于 有 可 能 集 中 支 撐 的 管 道 ， 應(yīng) 盡 可 能 選 擇 適 宜 的 地 方 和 方 式 集 中 支撐 ；(5)支 吊 架 位 置 應(yīng) 不 妨 礙 操 作 人 員 的 通 行 、 設(shè) 備 的 檢 修 和 管 道 的 拆 卸 等 ；(6)支 吊 架 的 位 置 尚 應(yīng) 考 慮 經(jīng) 濟 性 原 則 。 例 如 ， 對 于 管 道 比 較 集 中 的 管 廊 ， 其 跨 距 應(yīng)視 多 數(shù) 管 道 的 允 許 跨 距 而 定 ， 而 不 宜 以 少 數(shù) 較 小 直 徑 管 道 的 允 許 跨 距 確 定 ；(7)支 吊 架 的 位 置 應(yīng) 盡 可 能 整 齊 有 序 ， 使 支 撐 效 果 美 觀 大 方 。 壓力管道應(yīng)力分析部分 第 24 頁 共 45 頁2) 承 重 支 吊 架 位 置 的 確 定承 重 支 吊 架 的 位 置 除 滿 足 上 述 的 基 本 原 則 之 外 ， 尚 應(yīng) 符 合 下 列 要 求 ：(1)支 吊 架 位 置 應(yīng) 能 滿 足 管 道 最 大 允 許 跨 度 的 要 求 。 跨 距 要 求 見 后 面 所 述 ；(2)當(dāng) 有 集 中 載 荷 時 ， 支 架 應(yīng) 布 置 在 靠 近 集 中 載 荷 的 地 方 ， 以 減 少 偏 心 載 荷 和 彎 曲 應(yīng)力 ；(3)在 敏 感 設(shè) 備 (泵 、 壓 縮 機 )的 附 近 ， 宜 設(shè) 置 承 重 支 架 ， 以 防 止 設(shè) 備 嘴 子 承 受 過 大 的管 道 荷 載 ；(4)支 吊 架 應(yīng) 設(shè) 在 彎 管 和 大 直 徑 三 通 式 分 支 管 附 近 ；(5)當(dāng) 塔 器 的 水 平 管 嘴 直 接 安 裝 DN 注 150 的 閱 門 時 ， 應(yīng) 在 閥 門 附 近 設(shè) 承 重 支 架 ；(6)沿 立 式 容 器 、 立 式 設(shè) 備 等 敷 設(shè) 的 豎 直 管 道 ， 應(yīng) 在 盡 可 能 靠 近 嘴 子 處 的 豎 管 上 設(shè) 承重 支 架 ；(7)一 般 較 長 的 豎 直 管 道 ， 應(yīng) 在 靠 近 上 面 的 端 部 設(shè) 承 重 支 架 ；(8)當(dāng) 某 些 管 道 元 件 需 要 拆 卸 移 走 或 相 連 設(shè) 備 需 要 拆 卸 移 走 時 ， 應(yīng) 考 慮 相 連 管 子 的 穩(wěn)定 性 必 要 時 應(yīng) 設(shè) 承 重 支 架 。3) 固 定 支 架 位 置 的 確 定固 定 支 架 的 位 置 除 滿 足 上 述 的 基 本 原 則 之 外 ， 尚 應(yīng) 符 合 下 列 要 求 ：(1)對 于 復(fù) 雜 管 系 ， 可 用 固 定 支 架 將 它 劃 分 成 幾 個 形 狀 較 先 簡 單 的 管 段 ， 如 L 形管 段 、 U 形 管 段 、 Z 形 管 段 等 ， 以 便 分 段 遇 行 分 析 計 算 和 柔 性 設(shè) 計 ；(2)確 定 管 道 固 定 支 架 位 置 時 ， 應(yīng) 使 其 有 利 于 兩 固 定 點 之 間 管 段 的 自 然 補 償 ；(3)選 用 π 形 補 償 器 時 ， 宜 將 其 設(shè) 置 在 兩 固 定 支 架 的 中 部 不 能 位 于 兩 固 定 支 架 的 中 部時 ， π 型 補 償 器 距 固 定 支 架 的 距 離 不 宜 小 于 兩 支 架 間 距 的 1/3；(4)固 定 支 架 宜 靠 近 需 要 限 制 分 支 管 位 移 的 地 方 ；(5)固 定 支 架 應(yīng) 設(shè) 置 在 需 要 承 受 管 道 振 動 、 沖 擊 載 荷 或 需 要 限 制 管 道 多 方 向 位 移 的 地方 ；(6)迸 出 裝 置 的 工 藝 管 道 和 非 常 溫 的 公 用 工 程 管 道 ， 宜 在 裝 置 分 界 處 設(shè) 固 定 支 架 ；(7)落 地 生 根 的 調(diào) 節(jié) 閱 組 、 蒸 汽 分 配 管 、 其 它 閥 組 和 分 配 管 等 ， 應(yīng) 一 端 設(shè) 固 定 支 架 ，但 此 時 固 定 支 架 的 位 置 不 應(yīng) 阻 礙 管 系 的 熱 補 償 。4) 導(dǎo) 向 支 架 位 置 的 確 定(1)豎 直 管 道 較 長 時 ， 為 了 防 止 因 風(fēng) 載 荷 等 引 起 的 管 道 大 幅 度 振 動 或 擺 動 ， 應(yīng) 在 中 間若 干 位 置 設(shè) 置 導(dǎo) 向 支 架 ， 以 增 加 其 穩(wěn) 定 性 。 壓力管道應(yīng)力分析部分 第 25 頁 共 45 頁(2)管 廊 上 管 道 直 線 距 離 較 長 而 且 中 間 無 固 定 點 和 止 推 支 架 時 ， 應(yīng) 在 中 間 若 干 點 設(shè) 置導(dǎo) 向 支 架 ， 以 防 止 管 道 產(chǎn) 生