淺談石油化工裝置管道支吊架的設(shè)計

李波（中石油第二建設(shè)公司 蘭州 730060）

石油化工裝置構(gòu)成中含有大量不同種類的管道， 這些管道的實際使用情況各不相同，外界影響因素復(fù)雜。 在管道敷設(shè)過程中， 必須采用不同形式和性能的支吊架才能保障石油化工裝置安裝工作的順利完成。 鑒于管道支吊架對石油化工裝置的重要作用，對支吊架設(shè)計進行分析，保證石油化工裝置正常運轉(zhuǎn)具有重要的意義。

一、 支吊架的類型

根據(jù)管道支架的作用，可以將支吊架分為承重支吊架、限位支架和防振支架。

（一）、承重支吊架

承重支吊架主要用于支撐管道的重量和其他方面的持續(xù)性負荷，通過在管道系統(tǒng)中布設(shè)承重支吊架，可以防止管道因負荷超出承受范圍而出現(xiàn)破損的現(xiàn)象， 從而有效的保證管道和相關(guān)裝置的安全。 從支吊架承重特點差異來看，承重支吊架有剛性支吊架和彈簧支吊架之分。 管道在支撐點沒有出現(xiàn)縱向位移的情況下，應(yīng)該采用剛性支吊架，反之則應(yīng)采用彈簧支吊架。

（二）、限位支架

顧名思義， 限位支架的作用主要是用于限制管道系統(tǒng)出現(xiàn)的位移變化。 石油化工裝置的管道系統(tǒng)在運行的過程中受熱力影響會出現(xiàn)一定程度的位移，不利于系統(tǒng)安全。 限位支架根據(jù)使用效果的不同可分為固定支架、導(dǎo)向支架和止推支架三種。 在不允許出現(xiàn)位移的地方采用固定支架， 它可以限制管道支撐點三個方向的線位移和角位移，導(dǎo)向支架用于限制管道橫向位移，止推支架的作用則相反。

（三）、防振支架

在管道運行過程中會出現(xiàn)振動現(xiàn)象， 在這樣的情況下宜設(shè)置防振支架。 它可以有效的控制往復(fù)式機泵進出口管道或由地震、水擊、安全閥排出反力引起的管道振動。

二、 管道支架布置設(shè)計

（一）、承重支吊架位置的確定

稱重支吊架位置的設(shè)置要根據(jù)管道最大跨度和管道允許間距的要求來設(shè)計。 管道需要承受持續(xù)性載荷時，支吊架的布設(shè)位置必須盡量的靠近載荷集中點，減少管道偏心載荷和彎曲應(yīng)力。為了防止設(shè)備嘴子受管道載荷過大，在壓縮機、泵等動力裝置附近要設(shè)置支架， 具體位置應(yīng)該處于彎管和大口徑三通式分支管附近。 在立式設(shè)備等管道敷設(shè)中，支架要設(shè)置在靠近嘴子處的豎直管上。 如果豎直管道較長，支架應(yīng)該靠近管道的上端部。

（二）、固定支架位置的確定

在石油化工裝置的管道敷設(shè)中，管道系統(tǒng)的走向非常復(fù)雜，為了便于施工，滿足柔化設(shè)計的需要，保證管道安全，可以使用固定支架將它劃分為多個管段， 將形狀簡化， 一般可以分為L形、U 形和T 形等管段。 在確定固定支架的位置時， 要堅持兩固定點間管段能夠自然補償?shù)脑瓌t， 固定支架要設(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。

（三）、導(dǎo)向支架位置的確定

如果豎直管道較長， 受風(fēng)載荷影響會出現(xiàn)管道大幅振動或擺動的情況，為了增加管道的穩(wěn)定性，應(yīng)該在管道之間設(shè)置多個導(dǎo)向支架。 若管廊上管道較長并且中間缺乏固定裝置的化，也應(yīng)該設(shè)置導(dǎo)向支架。 在自由型波紋管膨脹節(jié)兩端也要設(shè)置導(dǎo)向支架。

（四）、限位支架位置的確定

當管系的熱脹方向朝向敏感設(shè)備嘴子時， 可在適當?shù)奈恢迷O(shè)置逆熱膨脹方向的止推支架。 大剛度管道對設(shè)備、設(shè)備基礎(chǔ)產(chǎn)生較大推力時，也可在適當?shù)奈恢迷O(shè)置止推支架。

（五）、防振支架位置的確定

在設(shè)備運行過程中管道會出現(xiàn)振動， 為了防止這一現(xiàn)象應(yīng)該設(shè)置防振支架， 通過對管系應(yīng)力分析確定防振支架的位置和數(shù)量。 防振支架應(yīng)該盡量沿地面設(shè)置，并且各個支架的基礎(chǔ)要互相獨立， 避免設(shè)置在廠房的支撐構(gòu)造上， 以便互相之間產(chǎn)生影響。

三、石油化工裝置管道支吊架選用原則

在管道敷設(shè)時，要根據(jù)各支撐點的受力情況、位移方向、管道的工作環(huán)境和管道自身的材質(zhì)選擇合用可靠的管道支吊架；要盡量選擇標準型零部件，多使用焊接型管托、管卡和管吊，這樣的零部件不但施工方便，性能較為可靠，而且具有一定的經(jīng)濟性；由于石油化工裝置管道長期處于高溫、高壓、腐蝕有毒等惡劣的工作環(huán)境， 所以在支吊架各部件的選材方面要注意相關(guān)性能指標，以便保證支吊架的效果和石油化工裝置的安全。

管道支吊架是管道系統(tǒng)安全的保障，是管道設(shè)計的基礎(chǔ)。 采用完善的管道支吊架設(shè)計不但能夠降低整個工程的成本， 而且能夠有效地保證系統(tǒng)的安全運行。 隨著石油化工裝置的發(fā)展及其對支架設(shè)計要求的進一步提高，加強支吊架設(shè)計方面的研究，提供更為安全可靠的支吊架設(shè)計方案， 是石油化工企業(yè)安全生產(chǎn)的需要。

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