淺談油氣管道安裝過程中支吊架的選用與設置

郭良

[摘 要]支吊架是油氣管道設計安裝中十分重要的一環(huán)， 所以正確的選用和安裝管道支吊架是非常重要的。本文簡要的介紹了管道支吊架的分類、用途以及選擇原則， 進而指出管道支吊架實際的設計和安裝中要注意的問題。

[關鍵詞]油氣管道安裝 支吊架 選用 設置

中圖分類號：TG457.6 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2014）42-0023-01

支吊架是油氣管道系統(tǒng)的重要組成部分，不同性能、作用的支吊架可以滿足石油化工管道安裝的不同要求。在管道設計和安裝時，不僅要滿足對工程的預期要求，而且要明確實際安裝過程中設備、管道及其他部分的具體狀況，以確保生產(chǎn)安全。

1 管道支吊架的分類

選擇合理的管道支吊架， 對油氣管道設計和安裝有著舉足輕重的作用。明確管道支吊架的各種類型和相應的功能十分關鍵。支吊架的各類多種多樣，但從功能和用途上可分為承重支吊架、限制性支吊架和防振支吊架三類。在此基礎上還可以對這三類管道支吊架進行更加詳細的劃分：

1.1 承重支吊架

（1）滑動支吊架：僅僅受到管道垂直方向產(chǎn)生的支承力和水平方向存在的摩擦力帶來的阻力影響；

（2）恒力支吊架： 一般使用在管道支撐點垂直位移量較大或者對管系受力要求非常嚴格的管道中；

（3）桿式支吊架：通過懸吊的方式對管道垂直方向作用力起到承受作用；

（4）滾動支吊架：為了減少系統(tǒng)的摩擦力，而采用了滾筒支撐管道的方法；

1.2 限制性支吊架

（1）固定支吊架：此支吊架用于固定點處，設置后系統(tǒng)不會出現(xiàn)任何位移；

（2）限位支吊架：允許出現(xiàn)角位移，但是任何方向的線位移都不會產(chǎn)生；

（3）導向支吊架：管道可以產(chǎn)生軸向位移，但不會產(chǎn)生橫向位移；

1.3 控制性支吊架

（1）防振器：對管道振動起到減弱和限制效果

（2）阻尼減震器：對管道振動起到減弱和限制效果

2 常用的幾種支吊架類型

管道的支吊架分為很多種， 其中最常用的是滑動支吊架、導向支吊架、固定支吊架、限位支吊架這四種，下面對這幾種支吊架進行簡單的介紹。

2.1 滑動支吊架

滑動支吊架僅僅受到管道垂直方向產(chǎn)生的支承力和水平方向存在的摩擦力帶來的阻力影響，而不受到其他任何阻力的干擾?；瑒又У跫艿倪m用范圍非常的廣，通常使用的滑動架型式有平管支托、彎管支托、假管支托、懸臂支架、鄰管支架等。

2.2 導向支吊架

導向支吊架的作用在于控制管道的位移方向， 管道可以產(chǎn)生軸向位移， 但不會產(chǎn)生橫向位移。而且在水平管道中使用導向支吊架， 不僅可以起到導向作用，還能起到承重作用。常用的導向架型式有管托型、光管型、管卡型等。

2.3 固定支吊架

固定支吊架作用于固定點處，設置后系統(tǒng)不會出現(xiàn)任何位移。固定支吊架作為保護性支吊架的一種，還可起到承重作用。為了保護管道， 避免發(fā)生振動等現(xiàn)象，通常要設置固定支吊架。固定支吊架一般用于：

（1）長距離的輸送管道上，可以通過在兩個II 型補償器之間設置一個固定支吊架，使得II型補償器能吸收固定架之間的管道應力。

（2）從塔頂往下輸送物料的管線，固定支吊架通常為整個系統(tǒng)的第一個支吊架，用于承受整個管系的重量，減少塔管口的受力。

（3）由于熱膨脹的影響會導致調(diào)節(jié)閥發(fā)生的振動，為了保護調(diào)節(jié)閥可以在閥前設置一個固定架，防止其發(fā)生位移。

（4）安全閥出口的水平管線靠近出口處應設置一個固定架，防止因安全閥起跳而產(chǎn)生的管道振動，起到保護管線的作用。

2.4 限位支吊架

限位支吊架允許管道出現(xiàn)角位移，但不會產(chǎn)生任何方向的線位移，一般用于：補償器的兩端，裝置邊界線的管道固定點等場合；如果管系有較大的熱脹，且方向是朝向設備管口時，可以在合適的位置設置止推支架，可以抵消剛度較大的管道對設備、管道等產(chǎn)生的推力。

3 管道支吊架的選用

（1）按照支承點所承受的荷載大小和方向、管道的位移情況、工作溫度、是否保溫或保冷、管道的材質(zhì)和安裝空間等條件選用合適的支吊架。

（2）設計管道支吊架時，應盡可能選用標準支吊架。

（3）焊接型的管托、管吊比卡箍型的管托、管吊省鋼材，且制作簡單，施工方便。因此，除下列情況外，應盡量采用焊接型的管托和管吊：管內(nèi)介質(zhì)溫度大于或等于400℃的碳素鋼材質(zhì)的管道；低溫管道；合金鋼材質(zhì)的管道；生產(chǎn)中需要經(jīng)常拆卸檢修的管道；架空布置且不易施工焊接的管道。

（4）當架空布置的管道熱膨脹量超過100mm時，應選用加長管托，以免管托滑落。

（5）支架生根焊在鋼制設備上時，所用墊板應按設備外型成型。當鋼管設備壁厚大于38mm時，應取得設備專業(yè)的同意。當生根在合金設備上時，墊板材料應與設備材料相同，并應取得設備專業(yè)的同意。

（6）對于荷載較大的支架位置要事先與有關專業(yè)設計人聯(lián)系，并提出支架位置、標高和荷載情況。

（7）下列情況應選用可變彈簧支吊架：由于管道在支承點處有向上垂直位移，致使支架失去其承載功能，荷載的轉(zhuǎn)移將造成臨近支架超過其承載能力，或造成管道跨距超過其最大允許值時；當管道支承點有向下的垂直位移，選用一般剛性支架將阻擋管道的位移時；選用的彈簧其荷載變化率應不大于25%。

4 油氣管道支吊架的安裝設置

合理、正確的選用管道支吊架對裝置的安全運行起著非常重要的作用。選擇管道支吊架應遵循以下原則：

（1）按照支承點所承受的荷載大小和方向、管道的位移情況、操作溫度、是否保溫、管道的材質(zhì)和安裝空間等選用合適的支吊架。

（2）在對管道支吊架進行設計的時候，應盡可能地選用標準管卡、管托和管吊等。

（3）焊接型的管托、管吊比卡箍型的管托、管吊節(jié)省鋼材，且制作簡單，施工方便，因此應盡量采用焊接型的管托和管吊。

但以下情況除外：

（1）管內(nèi)介質(zhì)溫度等于或大于400℃的鋼管管道。

（2）低溫管道和合金鋼管道。

（3）生產(chǎn)中需要經(jīng)常拆卸的管道和架空布置且不易施工焊接的管道。

選擇支吊架不僅僅要明確支吊架的設置位置， 還應全面的考慮這樣的設置是否合理、可行以及實際安裝過程中的成本等。筆者認為油氣管道支吊架的設置應該考慮到以下幾點：

（1）油氣管道承重支吊架的間距應滿足管道最大允許跨距的要求。

（2）當管道負重比較集中時，應該在這個區(qū)域設置支吊架，以減少集中荷載對管道帶來的影響。

（3）可以利用已有建筑物的梁或者柱進行管道的支撐，但需經(jīng)過相關專業(yè)的核算。

（4）在轉(zhuǎn)動機器附近的管道處應設置支吊架，以防止機器管口承受過大的荷載。

（5）往復式壓縮機的吸人或排出管道以及其他有強烈振動的管道，宜單獨設置支架，以免將振動傳遞到建筑物上。

（6）管道支吊架的設置位置還要為以后的維護和維修考慮，應留出足夠的空間。經(jīng)常需要維修和維護的管道可以使用卡箍型管托，而不是焊接型管托。

（7）管道支吊架應設在彎管和大直徑三通式分支管附近

（8）安全閥泄壓裝置出口管道應設剛性支架。

（9）考慮管道工作溫度對管道的影響。比如在一些低溫地區(qū)進行管道建設時，可以在支吊架和管道之間放置隔冷塊，降低低溫對管道和支吊架結(jié)構(gòu)的影響。

（10）對于復雜管系，應根據(jù)應力計算結(jié)果設置或調(diào)整支吊架的位置。

5 結(jié)語

綜上所述，管道支吊架是油氣管道建設中十分重要的一環(huán)，正確的選用和安裝管道支吊架對于改善管系振動、控制管系變形、減小管道的應力和對設備的推力、保證管道與設備的正常運行等都有著非常重要的作用與意義。

參考文獻

[1] 唐飛.化工管道支吊架的設計與選用[J].廣東化工.2012（07）.endprint