【正文】 固定， 終端放開(kāi)3)熱膨脹方向由始端向終端4)熱伸長(zhǎng)量取正直第二種方法注意如下四點(diǎn)。 上題計(jì)算如下：⊿Y=⊿YB－⊿YA－⊿YtAB = 0－4－12 = －16 mm⊿Y=⊿YB－⊿YA－⊿YtAB = 4－(－5)－(－20) = 29 mm⊿Z=⊿ZB－⊿ZA－⊿ZtAB = 2－0－(－24) = 26 mmY=(⊿Y2＋⊿Y2＋⊿Z2)1/2 = [(－16)2＋292＋262]1/2 = mmDO．Y/(L－U)2 = 159*(14－)2 = 所以需要進(jìn)行詳細(xì)分析， 與上面的計(jì)算結(jié)果不同。第三章補(bǔ)償器的選用首先應(yīng)利用改變管道走向獲得必要的柔性，但由于布置空間的限制或其他原因也可采用補(bǔ)償器獲得柔性。 采用Π形管段補(bǔ)償時(shí)，宜將其設(shè)置在兩固定點(diǎn)中部，為防止管道橫向位移過(guò)大，應(yīng)在Π型補(bǔ)償器兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向架。 1)波形補(bǔ)償器條件(1)比用彎管形式補(bǔ)償器更為經(jīng)濟(jì)時(shí)或安裝位置不夠時(shí)。其補(bǔ)償能力不夠時(shí)。(4)為了保護(hù)有嚴(yán)格受力要求的設(shè)備嘴子。 3)選用無(wú)約束金屬波紋管膨脹節(jié)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1) 兩個(gè)固定支座之間的管道中僅能布置一個(gè)波紋管膨脹節(jié)；(2) 固定支座必須具有足夠的強(qiáng)度，以承受內(nèi)壓推力的作用； (3) 對(duì)管道必須進(jìn)行嚴(yán)格地保護(hù)，尤其是靠近波紋管膨脹節(jié)的部位應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向架，第一個(gè)導(dǎo)向支架與膨脹節(jié)的距離應(yīng)小于或等于4DN，第二個(gè)導(dǎo)向支架與第一個(gè)導(dǎo)向支架的距離應(yīng)小于或等于14DN，以防止管道有彎曲和徑向偏移造成膨脹節(jié)的破壞；4)帶約束的金屬波紋管膨脹節(jié)的類型帶約束的金屬波紋管膨脹節(jié)的共同特點(diǎn)是管道的內(nèi)壓推力(俗稱盲板力）沒(méi)有作用于固定點(diǎn)或限位點(diǎn)處，而是由約束波紋管膨脹節(jié)用的金屬部件承受。此種膨脹節(jié)能吸收軸向位移和/或橫向位移。此種膨脹節(jié)能吸收軸向位移。5)波紋管膨脹節(jié)在施工安裝中應(yīng)注意的問(wèn)題(1) 膨脹節(jié)的施工和安裝應(yīng)與設(shè)計(jì)要求相一致；(2) 膨脹節(jié)的安裝使用應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品安裝說(shuō)明書(shū)進(jìn)行；(3) 禁止采用使膨脹節(jié)變形的方法來(lái)調(diào)整管道的安裝偏差；(4) 固定支架和導(dǎo)向支架等應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，需要改動(dòng)時(shí)應(yīng)經(jīng)原分析設(shè)計(jì)人員認(rèn)可；(5) 膨脹節(jié)上的箭頭表示介質(zhì)流向，應(yīng)與實(shí)際介質(zhì)流向相一致，不能裝反；(6) 安裝鉸鏈型膨脹節(jié)時(shí)，應(yīng)按照施工圖進(jìn)行，鉸鏈板方向不能裝錯(cuò)；(7) 在管道系統(tǒng)(包括管道、膨脹節(jié)和支架等）安裝完畢，系統(tǒng)試壓之前，應(yīng)將膨脹節(jié)的運(yùn)輸保護(hù)裝置拆除或松開(kāi)。試驗(yàn)后應(yīng)將臨時(shí)支架拆除。 在有毒及可燃介質(zhì)管道中嚴(yán)禁采用填料函式補(bǔ)償器。 冷緊是將管道的熱應(yīng)變一部分集中在冷態(tài)， 在安裝時(shí)(冷態(tài))使管道產(chǎn)生一個(gè)初位移和初應(yīng)力的一種方法。當(dāng)管道上有幾個(gè)冷緊口時(shí)，沿坐標(biāo)軸X、y、Z方向的冷緊值分別為各冷緊口在相應(yīng)坐標(biāo)軸方向冷緊值的代數(shù)和。2)連接轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的管道不應(yīng)采用冷緊由于施工誤差使得冷緊量難于控制，另一方面，在管道安裝完成后要將與敏感設(shè)備管口相連的管法蘭卸開(kāi)，以檢查該法蘭與設(shè)備法蘭的同軸度和平行度，如果采用冷緊將無(wú)法進(jìn)行這一檢查。 但冷緊不改變熱脹應(yīng)力范圍。 對(duì)于材料在陽(yáng)變溫度下工作的管道。第四章支吊架選用1. 管道跨距管道基本跨距的確定實(shí)際上就是管系承重支架(或起承重作用的支架)的位置和數(shù)量的確定，也就是說(shuō)管系中承重支架的位置和數(shù)量應(yīng)滿足管道基本跨距的要求。(l) 剛度條件：Ll = (EtI/ q) 1/41――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。 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。 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(kāi)的。3. 承重支吊架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。支撐件將管道支撐在它的上方時(shí)，這類支撐件叫做支架。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。支架的剛度也比較大，故其穩(wěn)定性較好。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。 它常用于管道在支撐點(diǎn)無(wú)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)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。 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。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(guò)大熱脹推力的場(chǎng)合。為防止過(guò)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。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。 通過(guò)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)。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。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。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?shù)姆较蜻M(jìn)行。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。常用的固定支架型式有焊接型管托和螺拴固定管托兩種。 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。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。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。 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。常用的防振支架主要有兩類，其一是防振管卡，其二是阻尼器。 防振管卡與固定支架不同，它允許管道有一定的軸向位移而使管系不會(huì)因熱脹而破壞。2)阻尼器阻尼器與減振支架的最大區(qū)別遮于它給予了管系較大的自由度，因而對(duì)連續(xù)強(qiáng)迫型高頻機(jī)械振動(dòng)的抑制效果較差，它常用于緩解瞬間激振(如主汽門突然關(guān)閉、泵突然停車、地震、水錘等)引起的有阻尼自由振動(dòng)。6. 目前工程上常用的彈簧支吊架主要有兩類：即可變彈簧支吊架和恒力彈簧支吊架，而且已形成標(biāo)準(zhǔn)系列。1)可變彈簧支吊架的工作原理可變彈簧支吊架的核心部件是一個(gè)被控制的圓柱彈簧，當(dāng)被支撐管道發(fā)生豎向位移時(shí)，會(huì)帶動(dòng)圓柱彈簧的控制板使彈簧壓縮或被拉長(zhǎng)。δ彈簧剛度是一個(gè)只與彈簧自身參數(shù)(如彈簧直徑、彈簧材料等)有關(guān)的物理量，一旦彈簧參數(shù)一定，它是個(gè)常數(shù)(在其允許總變形量的30%~70%范圍內(nèi)是個(gè)常數(shù))。工程上正是糊糊的這一性質(zhì)來(lái)進(jìn)行有垂直位移的管道支撐的。因此，對(duì)于同樣一個(gè)變形量δ，此時(shí)壓縮彈簧所需耍的力F應(yīng)按下式計(jì)算：F = (δ1+δ)k = δ1k+δ 設(shè)F為彈簧支吊架的工作載荷，并用符號(hào)FG表示：設(shè)F1為彈簧支吊架的安裝荷載，并用FA表示：設(shè)S為彈簧在由安裝載荷變?yōu)楣ぷ鬏d荷時(shí)的變形量，并在彈簧被壓縮時(shí)取正號(hào)，被拉伸時(shí)取負(fù)號(hào)。可變彈簧支吊架的選型公式為：FA = kδ+FG2)常用可變彈簧支吊架系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1018S共給出了A、B、C、D、E、F、G七種標(biāo)準(zhǔn)型式，見(jiàn)圖所示。7. 可變彈簧支吊架的選用工程上，一般按熱態(tài)吊零的載荷分配原則確定彈簧支吊架的受力。按這樣的原則確定的彈簧支吊架受力使得整個(gè)管系中各支撐點(diǎn)承受的自重力在熱態(tài)時(shí)比較均勻，但在熱態(tài)時(shí)管系中各點(diǎn)的總載荷會(huì)因位移荷載的作用而不再均勻甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的不合理現(xiàn)象，為此，工程上有時(shí)也采用冷態(tài)吊零的載荷分配原則。與熱態(tài)吊零相反，此時(shí)在熱態(tài)情況下管系各支撐點(diǎn)承受的自重載荷已不在均勻，而總載荷(包括位移載荷)則是自然分配。根據(jù)這一限制條件，就可以確定彈簧支吊架的剛度 k。按這樣的原則選取的彈簧支吊架，其安裝尺寸最小，價(jià)格最便宜，而且實(shí)際的載荷變化率最小。 彈簧串聯(lián)時(shí)，應(yīng)選最大載荷相同的彈簧，即彈簧的牌號(hào)相同，以保證每個(gè)彈簧的工作載荷和安裝載荷都落在允許范圍內(nèi)，而此時(shí)每個(gè)彈簧變形量則按其剛度的大小成反比分配。 可變彈簧支吊架并聯(lián)使用時(shí)，各彈簧應(yīng)為同一型號(hào)，以避免各彈簧支承力不同而導(dǎo)致管子的傾斜或偏轉(zhuǎn)。并聯(lián)后的彈簧支吊架總剛度等于各分彈簧支吊架的剛度之和，即n個(gè)彈簧支吊架并聯(lián)時(shí)其總剛度為k = k1＋ k2＋……＋kn，而各分彈簧承受的載荷平均分配，并等于總載荷的1/n。 設(shè)置定位銷的另一個(gè)作用是使可變彈簧支吊架起暫時(shí)成為一個(gè)剛性支架，可以防止諸如水壓試驗(yàn)等非工作工況下因管道載荷臨時(shí)增加而引起的不利影響，對(duì)于大直徑氣體管道更應(yīng)考慮這個(gè)問(wèn)題。淹塔現(xiàn)象會(huì)造成管內(nèi)液體的突然驟增，從而使其彈簧支吊架承受的載荷也驟然增大，彈簧支吊架的變形量也將隨之增大，使管系出現(xiàn)較大的載荷轉(zhuǎn)移，從而可能造成相鄰支架或設(shè)備接口處的超載破壞。可變彈簧支吊架的定位銷應(yīng)在管系水壓試驗(yàn)之后、裝置開(kāi)車升溫之前拆除。 所謂的豎向位移較大只是一個(gè)相對(duì)概念，關(guān)鍵要看若選用可變彈簧支吊架時(shí)是否會(huì)引起較大的載荷轉(zhuǎn)移，而且較大的載荷轉(zhuǎn)移能否為管系自身強(qiáng)度和邊界條件所接受。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，恒力彈簧在其工作過(guò)程中對(duì)管道支撐點(diǎn)的力并不是恒定不變的，這是因?yàn)閺椈芍Ъ芨鬟\(yùn)動(dòng)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(huì)導(dǎo)致恒力彈簧在其工作行程范圍內(nèi)對(duì)支撐點(diǎn)的力有少量的變化。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。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(gè)管道載荷磯時(shí)，F(xiàn)1將產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于O點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M1。F2相對(duì)于主軸O點(diǎn)也將產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M2。2)恒力彈簧支吊架的選用換句話說(shuō)，吊架的承載能力與其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)。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。因此，對(duì)于一個(gè)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。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(duì)它進(jìn)行了編號(hào)，每個(gè)編號(hào)的吊架其允許的最大承載和最大位移己列表給出，設(shè)計(jì)人員只要根據(jù)管道支撐點(diǎn)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(hào)。 10. 為什么要在高聳設(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。立管導(dǎo)向支架間的允許間距應(yīng)符合下表規(guī)定：11. 為什么在沿反應(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(lái)承受管道荷重。如在補(bǔ)償值允許的范圍內(nèi)，管道的位移量超過(guò)管托長(zhǎng)度的40%時(shí)，可將管托長(zhǎng)度適當(dāng)加大。上述的兩個(gè)條件有時(shí)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。實(shí)際的空間管系也是多樣化的。 這個(gè)要求包括管系自身的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、最大位移以及對(duì)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(dòng)應(yīng)力分析的要求。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(tái)、設(shè)備本體、加熱爐鋼結(jié)構(gòu)、地面等作為生根點(diǎn)。例如，對(duì)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。 跨距要求見(jiàn)后面所述；(2) 當(dāng)有集中載荷時(shí)，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(jī))的附近，宜設(shè)置承重支架，以防止設(shè)備嘴子承受過(guò)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(shí)，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(zhǎng)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(shí)，應(yīng)考慮相連管子的穩(wěn)定性必要時(shí)應(yīng)設(shè)承重支架。 4)導(dǎo)向支架位置的確定(1) 豎直管道較長(zhǎng)時(shí)，為了防止因風(fēng)載荷等引起的管道大幅度振動(dòng)或擺動(dòng)，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。一般情況下，管道的彎頭、分支處不應(yīng)設(shè)導(dǎo)向支架。 1)防振支架位置的確定防振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) 有機(jī)械振動(dòng)的管道，應(yīng)設(shè)防振管卡。14. 摩擦系數(shù)1)在管道柔性設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮支架摩擦力的影響，摩擦系數(shù)應(yīng)按下表選取。 3)對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備應(yīng)盡可能采用吊架，以減少摩擦力對(duì)設(shè)備