【正文】 其 一 是 防 振 管 卡 ， 其 二 是 阻 尼 器 。 防 振 支 架 常 用 于 控 制 或 緩 解 往 復(fù)式 機(jī) 泵 迸 出 口 管 道 或 由 地 震 、 風(fēng) 載 荷 、 水 擊 、 安 全 閥 排 出 反 力 引 起 的 管 道 振 動(dòng) 場(chǎng) 合 。 常 用 的 止 推 支 架 為 單 向 止 推 架 ， 它 可 限 制 管 道 支 撐 點(diǎn) 一 個(gè) 方 向 的線 位 移 。3) 止 推 支 架止 推 支 架 常 代 替 固 定 支 架 用 于 限 制 管 道 的 軸 向 位 移 。 當(dāng) 用 于 水 平 情 況 時(shí) ， 導(dǎo) 向 支架 又 同 時(shí) 能 起 承 重 作 用 。 常 用 的 固 定 支 架 型 式 有 焊 接 型 管 托 和 螺 拴 固 定 管 托 兩 種 。1) 固 定 支 架固 定 支 架 可 限 制 管 道 支 撐 點(diǎn) 三 個(gè) 方 向 的 線 位 移 和 三 個(gè) 方 向 的角 位 移 ， 因 此 它 常 用 于 管 道 上 不 允 許 有 任 何 位 移 的 地 方 。 在 管 系 中 適 當(dāng) 設(shè) 置 限 位 支 吊 架 ， 可控 制 支 撐 點(diǎn) 的 位 移 或 某 些 方 向 的 位 移 ， 使 管 系 的 變 形 或 各 點(diǎn) 的 位 移 朝 著 有 利 于 保護(hù) 敏 感 設(shè) 備 或 有 利 于 熱 補(bǔ) 償 的 方 向 進(jìn) 行 。4. 限 位 支 吊 架以 限 制 和 約 束 因 熱 脹 而 引 起 的 管 系 位 移 為 目 的 支 吊 架 稱 為 限 位 支 吊 架 。 恒 力 彈 簧 支 吊 架 一 般 采 用 描架 型 式 ， 且 根 據(jù) 受 力 情 況 可 并 聯(lián) 使 用 。通 過 采 用 恒 力 彈 簧 支 吊 架 ， 可 以 避 免 管 道 支 撐 點(diǎn) 冷 態(tài) 和 熱 態(tài) 的 受 力 變 化 太 大 而 導(dǎo) 致管 系 本 身 的 應(yīng) 力 或 相 連 設(shè) 備 的 受 力 超 標(biāo) 。 常 用 強(qiáng) 型 的 可 變 彈 簧 支 吊 架 有 支 、吊 兩 種 ， 根 據(jù) 載 荷 情 況 和 受 力 條 件 還 可 采 用 串 聯(lián) 和 并 聯(lián) 兩 種 型 式 。 為 防 止 過 大 的 荷 載 轉(zhuǎn) 移 ， 可 變 彈 簧 支 吊 架 的 荷 載 變 化 率 應(yīng) 控 制 在 25%以 下 。3) 可 變 彈 簧 支 吊 架可 變 彈 簧 支 吊 架 適 用 于 支 撐 點(diǎn) 有 垂 直 位 移 、 用 剛 性 支 吊 架 會(huì) 脫 空 或 造 成 過 大 熱 脹推 力 的 場(chǎng) 合 。 在 工 作 工 況 下 ， 當(dāng) 支 撐 點(diǎn) 有 豎 直 方 向 的 熱 位 移 或 附 加 位 移 時(shí) ， 會(huì) 使管 道 脫 離 支 架 (俗 稱 支 架 脫 空 )而 起 不 到 支 撐 作 用 ， 或 使 支 架 被 頂 死 而 產(chǎn) 生 較 大 的管 系 力 ， 此 時(shí) 應(yīng) 采 用 下 面 將 要 介 紹 的 彈 簧 支 吊 架 。 根 據(jù) 應(yīng) 用 場(chǎng) 合 和 生 根 條 件 的 不 同 ， 常 用 的 剛 性 支 吊 架 系 列 有 平(彎 )管 支 托 、 假 管 支 托 、 懸 臂 支 架 、 臨 管 支 架 等 。 它 常 用 于 管 道 在支 撐 點(diǎn) 無 向 上 垂 直 熱 位 移 和 附 加 位 移 的 情 況 下 ， 或 用 于 支 撐 點(diǎn) 有 較 小 的 向 下 位 移和 附 加 位 移 但 不 會(huì) 由 此 在 管 系 中 造 成 較 大 的 管 系 力 的 情 況 下 。 根 據(jù) 承 受 管 道重 量 的 特 點(diǎn) 不 同 ， 承 重 支 吊 架 又 分 為 剛 性 支 吊 架 、 可 調(diào) 剛 性 支 吊 架 、 可 變 彈 簧 支 吊架 和 恒 力 彈 簧 支 吊 架 四 類 。 支 架 的 剛 度 也 比 較 大 ， 故 其 穩(wěn) 定 性 較 好 。 支 架 和 吊 架 都可 以 完 全 或 部 分 限 制 管 道 的 向 下 位 移 ， 但 二 者 的 支 撐 效 果 有 所 不 同 。 支 撐 件 將 管 道 支 撐 在 它 的 上 方 時(shí) ， 這 類 支 撐 件 叫 做 支 架 。3. 承 重 支 吊 架 壓力管道應(yīng)力分析部分 第 15 頁(yè) 共 45 頁(yè)以 支 撐 管 道 自 重 及 其 它 持 續(xù) 載 荷 為 目 的 的 支 吊 架 統(tǒng) 稱 為 承 重 支 吊 架 ， 它 主要 用 于 防 止 管 道 因 自 重 及 其 它 持 續(xù) 載 荷 （ 如 介 質(zhì) 重 、 隔 熱 材 料 重 、 雪 載 荷 等 ） 而 導(dǎo) 致的 管 道 強(qiáng) 度 或 剛 度 超 出 標(biāo) 準(zhǔn) 要 求 。因 此 ， 管 道 支 撐 的 位 置 確 定 、 支 撐 型 式 的 確 定 以 及 管 道 支 吊 架 本 身 的 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 也 主要 是 圍 繞 著 上 述 支 吊 架 的 三 個(gè) 功 能 展 開 的 。I 和 W 分 別 按 以 下 二 式 計(jì) 算 ：I =π （ Do4Di4） /64W =π （ Do4Di4） /32Do式 中 Di― ― 管 道 內(nèi) 徑 ， mm；Do― ― 管 道 外 徑 ， mm。1― ― 裝 置 內(nèi) (外 )由 剛 度 條 件 決 定 的 跨 距 ， m；Et― ― 管 材 在 設(shè) 計(jì) 溫 度 下 的 彈 性 模 量 ， MPa； I― ― 管 子 扣 除 腐 蝕 裕 量 及 負(fù) 偏 差 后 的 斷 面 慣 性 矩 ， mm4； q― ― 每 米 管 道 的 質(zhì) 量 ， N/m。為 了 簡(jiǎn) 化 計(jì) 算 ， 對(duì) 于 水 平 連 續(xù) 敷 設(shè) 的 管 道 ， 以 三 跨 連 續(xù) 梁 作 為 計(jì) 算 模 型 ， 并 按承 受 均 布 載 荷 (指 管 道 自 重 、 介 質(zhì) 重 和 隔 熱 材 料 重 之 和 )分 別 根 據(jù) 剛 度 條 件 和 強(qiáng) 度條 件 計(jì) 算 其 最 大 允 許 跨 距 ， 取 (Ll 和 L2)兩 者 之 間 的 小 值 。 對(duì) 于 材 料 在 非 蠕變 溫 度 下 工 作 的 管 道 ， 冷 緊 比 宜 取 。4) 冷 緊 比冷 緊 比 是 冷 緊 值 與 全 補(bǔ) 償 量 的 比 值 。3) 自 冷 緊如 果 熱 脹 產(chǎn) 生 的 初 應(yīng) 力 較 大 時(shí) ， 在 運(yùn) 行 初 期 ， 初 始 應(yīng) 力 超 過 材 料 的 屈 服 強(qiáng) 度而 發(fā) 生 塑 性 變 形 ， 或 在 高 溫 持 續(xù) 作 用 下 ， 管 道 上 產(chǎn) 生 應(yīng) 力 松 弛 或 發(fā) 生 蠕 變 現(xiàn) 象 ，在 管 道 重 新 回 到 冷 態(tài) 時(shí) ， 則 產(chǎn) 生 反 方 向 的 應(yīng) 力 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 自 冷 緊 。 壓力管道應(yīng)力分析部分 第 12 頁(yè) 共 45 頁(yè)管 道 采 用 冷 緊 時(shí) ， 熱 態(tài) 冷 緊 有 效 系 數(shù) 取 2/3， 冷 態(tài) 取 1。當(dāng) 管 道 沿 坐 標(biāo) 軸 X、 y、 Z 方 向 的 冷 緊 比 不 同 時(shí) ， 每 個(gè) 方 向 的 冷 緊 值 應(yīng) 根 據(jù) 該 方向 的 冷 緊 進(jìn) 行 計(jì) 算 。4. 冷 緊1) 冷 緊冷 緊 可 降 低 操 作 時(shí) 管 道 對(duì) 連 接 設(shè) 備 或 固 定 點(diǎn) 的 推 力 和 力 矩 ， 防 止 法 蘭 連 接處 彎 矩 過 大 而 發(fā) 生 泄 漏 。3. 套 管 式 或 球 形 補(bǔ) 償 器套 管 式 或 球 形 補(bǔ) 償 器 因 填 料 容 易 松 弛 ， 發(fā) 生 泄 漏 ， 在 石 化 企 業(yè) 中 很 少 采 用 。 按 照 國(guó) 標(biāo) GB/T 12777 的 規(guī) 定 ， 運(yùn) 輸保 護(hù) 裝 置 涂 有 黃 色 油 漆 ， 應(yīng) 注 意 不 能 將 其 他 部 件 隨 意 拆 除 ；(8)對(duì) 于 復(fù) 式 大 拉 桿 膨 脹 節(jié) ， 不 能 隨 意 松 動(dòng) 大 拉 桿 上 的 螺 母 ， 更 不 能 將 大 拉桿 拆 除 ；(9)裝 有 膨 脹 節(jié) 的 管 道 ， 做 水 壓 試 驗(yàn) 時(shí) ， 應(yīng) 考 慮 設(shè) 置 適 當(dāng) 的 臨 時(shí) 支 架 以 承 受 額 外加 到 管 道 和 膨 脹 節(jié) 上 的 荷 載 。拉 桿 能 約 束 波 紋 管 壓 力 推 力 。 拉 桿 能 約 束 波 紋 管 壓 力推 力 . 常 用 于 管 道 方 向 改 變 處 ； 壓力管道應(yīng)力分析部分 第 11 頁(yè) 共 45 頁(yè)(7)直 管 壓 力 平 衡 型 膨 脹 節(jié) ， 一 般 位 于 兩 端 的 兩 個(gè) 工 作 波 紋 管 及 有 效 面 積 等 于二 倍 工 作 波 紋 管 有 效 面 積 、 位 中 間 的 一 個(gè) 平 衡 波 紋 管 組 成 ， 兩 套 拉 桿 分 別將 每 一 個(gè) 工 作 波 紋 管 與 平 衡 波 紋 管 相 互 連 拔 起 來 。(1)單 式 鉸 鏈 型 膨 脹 節(jié) ， 由 一 個(gè) 波 紋 管 及 銷 軸 和 鉸 鏈 板 組 成 ， 用 于 吸 收單 平 面 角 位 移 ；(2)單 式 萬 向 鉸 鏈 型 膨 脹 節(jié) ， 由 一 個(gè) 波 紋 管 及 萬 向 環(huán) 、 銷 鈾 和 鉸 鏈 組成 ， 能 吸 收 多 平 面 角 位 移 ；(3)復(fù) 式 拉 桿 型 膨 脹 節(jié) ， 由 用 中 間 管 連 接 的 兩 個(gè) 波 紋 管 及 拉 桿 組 成 ， 能吸 收 多 平 面 橫 向 位 移 和 拉 桿 問 膨 脹 節(jié) 本 身 的 軸 向 位 移 ；(4)復(fù) 式 鉸 鏈 型 膨 脹 節(jié) ， 由 用 中 間 管 連 接 的 兩 個(gè) 波 紋 管 及 銷 軸 和 鉸 鏈 板組 成 ， 能 吸 收 單 平 面 橫 向 位 移 和 膨 脹 節(jié) 本 身 的 軸 向 位 移 ；(5)復(fù) 式 萬 向 鉸 鏈 型 膨 脹 節(jié) ， 由 用 中 間 管 連 接 的 兩 個(gè) 波 紋 管 及 銷 軸 和 鉸 鏈 板 組成 ， 能 吸 收 互 相 垂 直 的 兩 個(gè) 平 面 橫 向 位 移 和 膨 脹 節(jié) 本 身 的 軸 向 位 移 ；(6)彎 管 壓 力 平 衡 型 膨 脹 節(jié) ， 由 一 個(gè) 工 作 波 紋 管 或 用 中 間 管 連 接 的 兩 個(gè) 工 作 波紋 管 及 一 個(gè) 平 衡 波 紋 管 構(gòu) 成 ， 工 作 波 紋 管 與 平 衡 波 紋 管 間 裝 有 彎 頭 或 三 通 ，平 衡 波 紋 管 一 端 有 封 頭 并 承 受 管 道 內(nèi) 壓 ， 工 作 波 紋 付 和 平 衡 波 紋 管 外 端 間 裝有 拉 桿 。2) 波形補(bǔ)償器的形式及適用條件 壓力管道應(yīng)力分析部分 第 10 頁(yè) 共 45 頁(yè)(1)直管段使用軸向位移型；(2)兩個(gè)方向位移的 L 形，Z 形管段使用角型；(3)三個(gè)方向位移的 Z 形管段使用萬向角型；(4)吸收平行位移的使用橫向型。(3)為了減少壓降，推力或振動(dòng)，在工藝過程上可行而且在經(jīng)濟(jì)上合理時(shí)。(2)連接兩個(gè)間距小的設(shè)備的管道。3. 波 形 補(bǔ) 償 器波 形 補(bǔ) 償 器 ， 補(bǔ) 償 能 力 大 、 占 地 小 ， 但 制 造 較 為 復(fù) 雜 ， 價(jià) 格 高 ， 適 用 于 低壓 大 直 徑 管 道 。1. 補(bǔ) 償 器 的 形 式 壓 力 管 道 設(shè) 計(jì) 中 常 用 的 補(bǔ) 償 器 有 三 種 ：Π 型 補(bǔ) 償 器 、 波 形 補(bǔ) 償 器 、 套 管 式 或 球 形 補(bǔ) 償 器2. Π 型 補(bǔ) 償 器Π 型 補(bǔ) 償 器 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 運(yùn) 行 可 靠 、 投 資 少 ， 在 石 油 化 工 管 道 設(shè) 計(jì) 中 廣 泛 采 用 。 這 里 需 要 說 明 的 是 ， 不 是計(jì) 算 過 程 錯(cuò) 誤 ， 而 是 新 舊 標(biāo) 準(zhǔn) 管 徑 取 的 不 一 致 ， 新 標(biāo) 準(zhǔn) 為 外 徑 。 和 SH/T 30412022 中 的 公 式 一 致1) 假 定 一 個(gè) 始 端 ， 一 個(gè) 終 端2) 始 端 固 定 ， 終 端 放 開3) 熱 膨 脹 方 向 由 始 端 向 終 端4) 建 立 坐 標(biāo) 系 ， 端 點(diǎn) 附 加 位 移 和 熱 伸 長(zhǎng) 量 與 坐 標(biāo) 軸 同 向 取 “＋ ”， 與 坐標(biāo) 軸 反 向 取 “－ ”。 題 壓力管道應(yīng)力分析部分 第 8 頁(yè) 共 45 頁(yè)利 用 判 別 式 解 題 有 兩 種 方 法 ：第 一 種 方 法 注 意 如 下 四 點(diǎn) 和 上 面 “＋ ”、 “－ ”號(hào) 的 取 值 。 道 端 點(diǎn) 無 附 加 角 位 移 時(shí) 管 道 線 位 移 全 補(bǔ) 償 值 計(jì) 算當(dāng) 管 道 端 點(diǎn) 無 附 加 角 位 移 時(shí) ， 管 道 線 位 移 全 補(bǔ) 償 值 應(yīng) 按 下 列 公 式 計(jì) 算 ：⊿ X=⊿ XB⊿ XA⊿ XtAB ⊿ Y=⊿ YB⊿ YA⊿ YtAB ⊿ Z=⊿ ZB⊿ ZA⊿ ZtAB ⊿ XtAB =α 1(XB – XA） (T –T0）⊿ YtAB =α 1(YB – YA） (T –T0） 壓力管道應(yīng)力分析部分 第 7 頁(yè) 共 45 頁(yè)⊿ ZtAB =α 1(ZB – ZA） (T –T0）式 中 ：⊿ X、 ⊿ Y、 ⊿ Z