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文檔簡介
1、第三章汽水管道的基礎知識張都清第一節(jié)汽水管道設計的基本原則一、管道設備設計原則二、系統(tǒng)圖和原始圖紙第二節(jié)汽水管道的支吊架一、基本概念二、彈簧支吊架三、恒力吊架四、限位支吊架五、減振器六、支吊架的維護和檢查第三節(jié)汽水管道應力計算一、原始參數(shù)二、計算參數(shù)三、鋼材的許用應力四、內(nèi)壓產(chǎn)生的應力及壁厚計算五、應力驗算六、管道對設備的推力和力矩的計算第四節(jié)管道附件第五章在役汽水管道的檢驗(1萬字)張都清第一節(jié)概述第二節(jié)管道檢驗內(nèi)容第三節(jié)汽水管道的安全性評定第三章汽水管道的基礎知識張都清第一節(jié)汽水管道設計的基本原則一、管道設備設計原則管道裝置的設計,一般由幾名設計人員同時完成,為使設計技術(shù)風格一致,大家須遵
2、守統(tǒng)一的設計原則:(1)管道應成組、成排的布置,主要是為了強調(diào)美觀和保證管道支吊架的經(jīng)濟性。(2)管道設備的連接,應盡可能的短而直,尤其是合金鋼管道。同時,又要有一定的柔性,以減少由熱脹和位移所產(chǎn)生的力和力矩。管道改變標高或走向時,應避免管道形成集聚氣體或液體的死角;如不可避免時應在高點設置氣閥、低點設置液閥。(3)由于管法蘭處易泄露,對于高溫、高壓管道除必須是用法蘭連接外,其它應避免使用法蘭連接。焊接連接的管道是保證管道無泄漏的最佳、最經(jīng)濟的方法。(4)管道穿越樓板、平臺及墻壁時要加套管保護,套管直徑應不妨礙管道的熱脹,并大于保溫后的管道直徑。(5)管系中要盡量減少異型管件。管道設計時應最大
3、限度的降低管道、彎管、閥門附件等異型管件的數(shù)量及與之相連的加工量,并可降低管道焊接、安裝、質(zhì)量檢驗費用。異型管件的減少,不但可以降低管道設備投資,更重要的是減少了焊口的數(shù)量,提高了管系的安全性。(6)管道壓力降的損失要求在允許的范圍之內(nèi)。二、系統(tǒng)圖和設計資料管道設計是以確定最佳的熱力系統(tǒng)圖為基礎,應有管道的平面布置圖和立體圖,圖中應包括管道的下列的數(shù)據(jù):管道編號、設計壓力、運行壓力;設計溫度和運行溫度;閥門的編號;管道的鋼號、規(guī)格、理論計算壁厚、壁厚偏差;設計采用的持久強度、彈性模量、線膨脹系數(shù);支吊架位置、類型;監(jiān)察端位置;管道的冷緊口位置及冷緊值;管道對設備的推力、力矩;管道的最大值及其位
4、置;支吊架的安裝載荷、工作載荷、支吊架的熱位移等。第二節(jié)汽水管道的支吊架、基本概念支吊架的作用和分類汽水管道是火電廠中重要的部件,必修確保它的安全運行,為此,設計單位進行了精心設計,如正確的選用鋼材,合理的布置管線及支吊架,嚴格準確地進行應力計算。除此之外,還需安裝單位進行正確的安裝和調(diào)整,否則合理設計的支吊架也不能保證管道的安全運行;在運行過程中還要合理地啟停及檢修(包括支吊架的運行及調(diào)整),才能防止管道過早的出現(xiàn)損壞;試驗人員還需要定期對管道進行檢驗和研究,及時發(fā)現(xiàn)不安全隱患。由此可見,要保證管道的安全運行,需要多方面工作的配合。隨著高參數(shù)大容量機組的增加,由于經(jīng)濟上和技術(shù)上的原因,工作應
5、力水平和計算精度的提高,強度富裕量很小;由于管道直徑與壁厚的增加,管道對設備的推力及力矩可能很大。管道破壞造成的危害更大。因此,為保證管道的安全運行就更顯得重要,做到這一點的關(guān)鍵是管道日常的維護和檢驗,尤其是管道支吊架的維護和調(diào)整。管道支吊架是管道系統(tǒng)的重要組成部分,它的功能可概括為:承受管道載荷、限制管道位移和控制管道振動三個方面。其中承受管道載荷是管道支吊架的最主要、最普遍的功能。支吊架按其作用分為承重支吊架、限位支吊架裝置和振動控制裝置三大類,有的支吊架兼有其中兩個或三個功能。見表3-1和圖3卄1:o承重支吊架按其在管道垂直位移時載荷的變化情況可分為恒力支吊架、變力支吊架和剛性支吊架。限
6、位支吊裝置:是用以限制和約束因熱脹引起管系自由位移為目的的裝置。按其是否承受管系載荷可分為限位支吊架和限位裝置兩類。在限制管道位移的同時也承受管系重量的裝置,稱為限位支吊架。單純限制管道位移而不承受管系重量的裝置,稱為限位裝置。按其限位特性可分為限位裝置、導向支架和固定支架三種。振動控制裝置:專門用來控制管道擺動、振動或沖擊的裝置統(tǒng)稱為控制振動裝置??刂撇怀惺芄芟档闹亓?,在正常情況下,不約束或較小約束管道自由地熱位移。表31管道支吊架的類型編號分類型式名稱用途名稱用途1承重支吊架以承受管系重量為目的的裝置恒力支吊架用于管道垂直位移較大或需要轉(zhuǎn)移載何的地方變力支吊架用于管道垂直位移不太大的地方剛
7、性支吊架用于管道無垂直位移或垂直位移很小且允許約束的地方2限位支吊架以限制和約束因熱脹引起管系自由位移為目的的裝置限位裝置用于管管系中需要限制某一方向位移的地方導向裝置用于引導管道位移方向或需要控制管道沿軸線轉(zhuǎn)動的地方固定支架用于管道不允許任何方向位移的地方3振動控制裝置用于制止管道擺動振動或沖擊的控制裝置減振器用于需要控制持續(xù)性的流體振動的地方阻尼器用于需要控制沖擊性的流體振動和地震激擾的地方圖3-1管道支吊架裝置的類型(圖中管道裝置類型編號與表1-1相同)2、管道支吊架的構(gòu)成(1)管部結(jié)構(gòu)直接安裝在管子上的部件稱為管部,它是管道支吊裝置中唯一不可缺少的部件。管部結(jié)構(gòu)按其對管道的支承方式可分
8、為:懸吊式、支承式和拉撐式三類,按其同管道的連接方式可分為:焊接式(一般用于介質(zhì)參數(shù)不高的管道)和夾持式(推薦普遍采用的型式)兩種;按其所連接管道的形狀位置可分為:水平管道、垂直管道(立管)和彎頭(管)三種。(2)功能件用于實現(xiàn)管道支吊裝置主要功能的核心部件稱為功能件。承重支吊架中的恒力彈簧組阻尼器等都屬于件、變力彈簧組件;限位支吊裝置中的拉撐桿;振動控制裝置中的減振器、功能件。(3)根部結(jié)構(gòu)將管道支吊裝置固定到承載結(jié)構(gòu)上的部件稱為根部。通常情況下,盡量將管道支吊裝置直接固定(生根)在承載結(jié)構(gòu)上。這種生根部件也可看作根部結(jié)構(gòu)的一部分,但通常將其歸在中間連接件中,這樣對于此類支吊裝置就沒有獨立的
9、根部結(jié)構(gòu)。在多數(shù)情況下,尤其是混凝土建筑結(jié)構(gòu),管道支吊點偏離承載結(jié)構(gòu),需要添加輔助鋼結(jié)構(gòu),才能實現(xiàn)支吊裝置的生根固定。這種輔助鋼結(jié)構(gòu)就是支吊裝置的根部結(jié)構(gòu)。輔助鋼結(jié)構(gòu)有梁、立柱和構(gòu)架三類,其中最常用的有懸臂粱、簡支梁和三角架三種。(4)連接件用于連接管部結(jié)構(gòu)與功能件;連接功能件與根部結(jié)構(gòu)或連接管部結(jié)構(gòu)與根部結(jié)構(gòu)的部件均稱為連接件。連接件大部分介于上述各類部件之問,故又稱為中間連接件。這些連接件又都是剛性結(jié)構(gòu),也可稱為剛性連接件。中間連接件按其連接方式可分為夾持式、焊接式、螺紋連接式、銷(軸)孔連接式、埋(嵌)入式、滾滑式等類型。支吊架的載荷支吊架的載荷是指作用在支吊架的力和力矩,管道在工作過程
10、中,有以下幾種載荷作用于支吊架:管子重量;閥門、法蘭和三通等管件的重量;保溫層的重量;管內(nèi)介質(zhì)的重量(一般只考慮液體的重量,氣體的重量忽略不計);彈簧支吊架作用于彈簧的附加力;彈簧支吊架的轉(zhuǎn)移載荷;滑動支架的摩擦力;管道的熱脹冷縮、冷緊或連接設備的熱位移產(chǎn)生的力和力矩;介質(zhì)產(chǎn)生的作用力,如排氣管和安全閥產(chǎn)生的排放反力等。前四項為管道的自重。通常把支吊架的載荷分為三類:工作載荷、安裝載荷和結(jié)構(gòu)載荷。工作載荷:管道正常工作時(熱態(tài)),按支吊架布置情況,分配給該支吊架的管道自重,稱為該支吊架的工作載荷。對于不承受附加力和力矩的支吊架(如恒力吊架),工作載荷就是該支吊架的工作時的實際載荷。工作載荷是支
11、吊架彈簧和恒力吊架選用時的載荷依據(jù),也是計算支吊架其它載荷的基礎。安裝載荷:管道處于安裝狀態(tài)時(冷態(tài)),支吊架承受的管道自重稱為安裝載荷。它與工作載荷的差別在于,管道在熱態(tài)和冷態(tài)時的自重載荷的轉(zhuǎn)移變化。例如,對于向下熱位移的彈簧支吊架,安裝載荷小于工作載荷;對于向上熱位移的彈簧支吊架,安裝載荷大于工作載荷;而恒力吊架的安裝載荷和工作載荷等。安裝載荷是確定彈簧支吊架的安裝彈簧壓縮值的依據(jù)。結(jié)構(gòu)載荷:修正后的工作載荷加上有關(guān)的附加力和力矩,稱為支吊架的結(jié)構(gòu)載荷。對附加力和力矩(除工作載荷以外的所有力和力矩),應根據(jù)不同支吊架型式和具體的使用條件分別考慮。支吊架的熱位移管道由冷態(tài)到熱態(tài)時,由于溫度升
12、高而膨脹,支吊架的支吊點產(chǎn)生相應的移動,這就是支吊點的熱位移,并由此產(chǎn)生管道的熱脹。管道的熱脹,一般是受到制約的,于是管道引起熱脹應力,大機組的高溫管道熱位移往往很大,導致管道局部位置的熱應力超標,對設備的推力超過允許值。一般采取下面的一些方法使管道的應力合格。采用專門補償裝置補償,亦可由管系自身柔性產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形實現(xiàn)自補償。依靠管道自身補償能力來吸收管道熱伸長,在長管道中,熱位移值可能很大??刹捎脧椥詮澢团まD(zhuǎn)變形實現(xiàn)自補償。選擇支吊架的型式時,根據(jù)支吊架的垂直熱位移的大小和方向,確定剛性支吊架、彈簧支吊架或是恒力吊架。支吊架的彈簧壓縮值不能超過允許值,且冷熱態(tài)的載荷變化不能超過規(guī)定,這
13、些都與熱位移的大小和方向有關(guān)。支吊架的間距支吊架的間距關(guān)系到管道自重應力的大小和管道的變形,間距選擇不當,也可能引起管道的振動,支吊架的間距,應能滿足管道的強度和剛度條件,并能保證管道運行中的穩(wěn)定。支吊架的強度條件:管道強度應按火力發(fā)電廠汽水管道應力計算技術(shù)規(guī)定(SDGJ-90)有關(guān)外載應力驗算的規(guī)定計算,使管道的持續(xù)外載當量應力在允許范圍內(nèi);并且單跨距管道按簡支梁計算,管道自重引起的最大彎曲應力不應大于23.5MPa。按照強度條件,均布載荷水平直管道的最大支吊架間距按下式計算:(31)Lmax0.4336按照剛度條件,均布載荷水平直管道的支吊架允許最大間距用下式計算LmaxLmax(32)式
14、中:Lmax-支吊架的最大允許間距,m;Et-鋼材在設計溫度下的彈性模數(shù),KN/mmI-管子截面慣性距,mm;q-管子單位長度自重,KN/m。水平90o彎管兩端支吊架間的管道展開長度,不應大于水平直管上允許支吊架的最大間距的0.73倍。二、彈簧支吊架通常所說的彈黃支吊架之所以又稱為變力(可變)彈簧支吊架是相對于恒力彈簧支吊架而言。也就是彈簧支吊架的載荷隨著所支吊的管道的位移而變化。圖32彈簧吊架結(jié)構(gòu)它由彈簧、殼體、壓蓋、載荷和位移指示器以及鎖定裝置等組成。帶有“熱”和“冷”狀態(tài)位置標志的載荷和位移刻度板,可以清晰地顯示出支吊架在熱狀態(tài)和冷狀態(tài)時的載荷和位移值。這類彈簧支吊架在出廠前已按設計要求
15、將載荷整定在冷態(tài)載荷位置,在安裝運行時還可根據(jù)變化了的載荷加以調(diào)整。鎖定裝置在管道進行水壓試驗或其它需要時,將彈簧支吊架鎖定成剛性支吊架來使用。彈簧支吊架的工作原理當管道的支吊點有垂直方向的熱位移時,如果采用剛性支吊架,對向上熱位移的支吊點,熱態(tài)載荷就會大幅度下降,甚至懸空不吃力;而對向下熱位移的支吊點,不但承受上位移支吊架的轉(zhuǎn)移載荷,而且要承受較大的限位作用產(chǎn)生的管道熱脹推力或力矩。這時支吊架本身和管道應力(包括自重一次應力和熱脹二次應力)產(chǎn)生相應的有害影響。因此,有垂直方向熱位移的支吊點,除了專門設置的限位剛吊外,一般應選用彈性支吊架,彈簧支吊架便是其中一種。在彈簧支吊架中,支吊架的載荷直
16、接與彈簧力相平衡,而彈簧力等于彈簧剛度與壓縮值的乘積。當支吊點產(chǎn)生垂直方向的熱位移時,彈簧壓縮值也發(fā)生改變,支吊架的載荷也就發(fā)生變化,如能選擇合適的彈簧,支吊架載荷變化就會限制在某一允許范圍之內(nèi),不會發(fā)生剛性支吊架那樣載荷大幅度變化或完全不吃力的情況。彈簧支吊架的設計,目前多數(shù)采用熱態(tài)吊零方案,即管道在熱態(tài)時,彈簧支吊架的載荷等于分配給該支吊架點的工作載荷。因此,管道在冷態(tài)時(安裝狀態(tài)),彈簧支吊架的載荷(安裝載荷)比工作載荷或大(上位移時)或小(下位移時)些。彈簧的載荷和壓縮值是有一定限度的。當單個彈簧不能滿足熱位移要求時,可以串聯(lián)彈簧;當單個彈簧不能滿足載荷要求時,可以并聯(lián)彈簧。彈簧支吊架
17、工作中,有一定的載荷變化;熱位移較大的支吊點,需串聯(lián)多個彈簧,而串聯(lián)數(shù)量是有限的。因此,對嚴格控制載荷變化和熱位移很大的場合,彈簧支吊架將不能滿足需要。但它具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點,所以應用還是非常廣泛。彈簧特性和工作范圍彈簧使用特性參數(shù)主要有允許變形量、允許載荷和剛度。彈簧壓死時的壓縮值(全壓縮值或稱極限壓縮值)用入b表示,對應的載荷(即極限載荷)用Po表示。為了避免彈簧支吊架成為剛性支吊架(彈簧壓死)?;蚴强詹怀粤?,并保證壓縮值與載荷之間為線性關(guān)系,彈簧工作時,不允許壓縮值過大或過小。最大允許變形量用入max表示,對應的最大允許載荷用Pmax表示。入max般取(0.70.8)入b,現(xiàn)行支吊架標準
18、中,入ma0.7入b。彈簧最小允許壓縮值用入min表示,對應的最小值允許載荷用Pmin表示。入min般?。?.20.3)入b,現(xiàn)行支吊架標準中,入min0.3入b。單位壓縮值所需的力稱為彈簧剛度,用P表示。P=P/入=Pmax/入max=Pmin/入min(N/mn)(33)式中P為壓縮力(應在Pmax和Pmin范圍之內(nèi));入為壓縮值。剛度的倒數(shù)稱彈簧系數(shù),用K表示(mm/N。彈簧在工作過程中,管道由冷態(tài)到熱態(tài)時的載荷變化與支吊架工作載荷之比,稱為載荷變化系數(shù),用C表示。C=|P|/Pop=|Pop-Per|/Pop=PZt/Pop(34)式中:Pop為支吊架工作載荷(N;Per為支吊架安裝載
19、荷(N);P/為彈簧剛度(N/mm;Zt為支吊點垂直位移(mm。彈簧工作過程中,需要滿足支吊架的工作載荷、安裝載荷、載荷變化率的要求以及支吊點熱位移的需要,因而彈簧的實際允許工作范圍就受到相當?shù)南拗?。下面詳細分析一下滿足上述要求時的彈簧工作范圍。彈簧規(guī)格和技術(shù)要求彈性支吊架彈簧已實現(xiàn)了標準化、系列化。從火力發(fā)電廠汽水管道設計技術(shù)規(guī)定中可以查到的彈簧標準系列。支吊架彈簧在生產(chǎn)制造中要滿足下列技術(shù)要求:彈簧表面不應有裂紋、折疊、分層、過燒等缺陷。彈簧材料應滿足60SizMnA鋼技術(shù)條件。彈簧兩端應有不少于3/4圈的拼緊圈。兩端應磨平,磨平部分不少于園周的3/4。彈簧的節(jié)距應均勻,節(jié)距偏差不應大于0
20、.1*(t-d),其中t為節(jié)距,d鋼絲直徑;且在最大壓縮值范圍內(nèi),彈簧的工作圈不得相碰。彈簧兩個端面應與軸線垂直,彈簧傾斜量不應超過自由高度2%。彈簧在最大允許載荷范圍內(nèi),其載荷與標準載荷的偏差,不應超過10%。彈簧應有出廠合格證件。用于主蒸汽、再熱蒸汽、主給水管上的彈簧,安裝前應進行剛度測定。必要做全壓縮試驗:彈簧壓縮到極限狀態(tài)保持5分鐘。卸去載荷后,永久變形量不得超過原自由高度的2%;如超過規(guī)定,應進行第二次全壓縮試驗,兩次試驗的總永久變形量不得超過原自由高度的3%。彈簧選擇和支吊架的安裝整定(1)彈簧選擇的基本原則第二節(jié)詳細敘述了彈簧的適用范圍,其結(jié)論是彈簧選擇的理論基礎。選擇彈簧時,在
21、任何情況下壓縮保證在入max至入min之間,彈簧的安裝載荷和工作載荷均不應超過其最大允許載荷。載荷變化率不應大于規(guī)定值,管道由冷態(tài)到運行狀態(tài),彈簧的載荷變化系數(shù)不應大于35;對于主要管道,不宜大于25。當熱位移量較大,單個彈簧不能滿足熱位移要求時,需串聯(lián)彈簧,此時熱位移值按照剛度分配,彈簧串聯(lián)使用時,每個彈簧的載荷是一樣的,故串聯(lián)彈簧的最大允許載荷應一樣(即彈簧號應一樣,類別可不同)。由單個彈簧的允許熱位移值和允許串聯(lián)數(shù)量可知,彈簧吊架的熱位移適用范圍為:上位移時約60mm下位移時約80mm超過此范圍時應選用恒力吊架。對彈簧支架,為了支架的穩(wěn)定性很少采用串聯(lián)彈簧結(jié)構(gòu)。單個彈簧不能滿足載荷要求時
22、,或結(jié)構(gòu)上需要采用雙吊結(jié)構(gòu)時,需并聯(lián)彈簧。并聯(lián)彈簧的安裝載荷是一樣的,熱位移時彈簧的壓縮值變化也相同,即工作載荷也一樣,可以并聯(lián)彈簧應選擇完全相同的彈簧,即選用同類、同號彈簧。(2)彈簧支吊架的選擇彈簧支吊架編號的確定:根據(jù)管道運行時的計算工作載荷、工作位移量、位移方向,查GB10182或者JB/T8130.2的表1來確定。若管道的位移方向向上,從表1的中線和上粗線之間查得工作載荷,再按位移量向上查得安裝載荷。若管道的位移方向向下,從表1的中線和下粗線之間查得工作載荷,再按位移量向下查得安裝載荷。選用時,不論管道的位移向上和向下,均應使工作載荷和安裝載荷在表1的上下兩組線之間,并滿足載荷變化率
23、不大于25的要求。例題:某一管道工作載荷為8225N,運行時位移向上,計算位移量為10mm根據(jù)管線布置確定安裝類型為置確定安裝類型為A型,試選擇吊架型號。查JB/T8130.2的表1,確定該吊架的位移范圍為10-30mm;在表1的中線和上粗線檢查的編號13的吊架工作荷載8225N;以8225N對應的030mm刻度值,向下10mm查得安裝載荷9721N;驗算載荷變化率為18.2%小于25%;選用吊架型號為TD30A13。彈簧支吊架的安裝和調(diào)整管道支吊架的正式安裝,一般吊桿長度和可調(diào)方向,應能滿支吊架安裝前應對選用的另部件與設計圖紙仔細地核對。在管道基本就位,且在冷緊口兩端的固定口尚未固定時進行。
24、足管道冷緊時支吊點的位移量和方向。彈簧組件的指示器應朝便于觀察的方向。彈簧支吊架安裝時,彈簧處于鎖定狀態(tài),相當于剛性支吊架,各支吊架的受力可能很不均勻,安裝過程中隨時調(diào)整支吊架的受力大小。支吊架安裝完后,應系統(tǒng)地檢查、調(diào)整一次,使兩端的固定口和冷緊值,應能滿足對口工藝和設計要求,且支吊架受力沒有明顯的過大過小現(xiàn)象。管道冷緊時,應隨時調(diào)整支吊架的受力程度,使之大體保持冷緊前的水平。管道進行水壓試驗前和保溫前后,應對支吊架的受力狀態(tài)進行一次全面檢查和調(diào)整。管道沖管前拿掉彈簧固定銷子。此時通過調(diào)整花蘭螺絲或可調(diào)支座,調(diào)整支吊架載荷,使固定銷子能夠輕松地取出。管系中所有支吊架達到正常運行狀態(tài)后,對所有
25、彈簧支吊架的載荷進行系統(tǒng)地調(diào)整,使內(nèi)外銷孔仍然對齊,此項工作往往要經(jīng)過幾次反復調(diào)整才能完成。調(diào)整后的彈簧支吊架,應對其位移和載荷指示器位置作出記錄。蒸汽管道沖管時,應檢查各支吊架的工作狀態(tài)。管道正式投入運行,且達到額定溫度八h后,應對熱位移值和載荷作出記錄.如與設計值有偏差時,應分析原因并進行調(diào)整。支吊架調(diào)整時,通過花蘭螺絲或可調(diào)支座調(diào)整支吊架載荷,只有支吊架載荷等于設計安裝載荷時銷子才能取出。因此,載荷調(diào)整可以達到較高的精度。在遇到打水壓(蒸汽管)等有可能使彈簧超載情況時,可隨時上固定銷,較為方便。特殊形狀的彈簧壓蓋,增加了彈簧的穩(wěn)定性,能適應管道一定的水平位移。三、恒力吊架彈簧支吊架的載荷
26、是隨位移發(fā)生變化的,熱位移量越大,載荷量變化也越大。恒力吊架的載荷是不隨熱位變化而保持恒定(或變化極?。kS著機組容量的增大,支吊架的工作載荷和熱位移值都大大增加;大機組的主要管道的應力水平也高,對支吊架載荷變化的要求也嚴格。因此,彈簧支吊架難以完全滿足要求。恒力吊架,以恒力原理分為,理論恒力型和近似恒力型兩種。結(jié)構(gòu)上,用得最多的是彈簧式恒力吊架。目前,我國主要采用PH(LH)型和H1型恒力吊架。(一)H1型恒力吊架1.結(jié)構(gòu)與工作原理H1型恒力吊架結(jié)構(gòu)見圖33。圖33H1型恒力吊架結(jié)構(gòu)圖此種恒吊主要由固定外殼、中間轉(zhuǎn)體、彈簧三部分組成。此外,尚有負荷調(diào)整器、轉(zhuǎn)體位移指示器、轉(zhuǎn)體限位器等附件。固
27、定外殼固定在吊架生根結(jié)構(gòu)上。而中間轉(zhuǎn)體支撐在其上,并可繞A軸轉(zhuǎn)動。彈簧盒也支撐在固外外殼上,且可繞D軸轉(zhuǎn)動。中間轉(zhuǎn)體上有若干個吊桿孔B,可根據(jù)熱位移大小選用其中一個。AB距離越大,允許熱位移就越大。B孔上掛著吊桿,吊桿上有花蘭螺絲,吊架調(diào)整時可用它調(diào)整吊桿長度。彈簧力作用在轉(zhuǎn)體的C點,AC距離可借助負荷調(diào)整器進行調(diào)整,AC距離越大吊架載荷就越大。轉(zhuǎn)體在吊桿力(吊架載荷)和彈簧力共同作用下,按力矩平衡原理工作。圖34是工作原理分析圖。圖34H1型恒力吊架工作原理在AACD中(45)轉(zhuǎn)體上作用有2個力,一個是吊桿載荷W另一個是彈簧力P。它們對A軸的力矩大小相等方向相反。W-AB-SinR=P-h(
28、36)彈簧力P=P入(37)式中P為彈簧剛度(N/mn);入為壓縮值(mn)將彈簧力P和h的導出值代入(36)式得:W-AB-SinR=P入-AC-AD-SinT/CD(38)吊架結(jié)構(gòu)設計上可做成/R=ZT,使用時,可作到入=CD于是(48)式變?yōu)椋篧=PAC-AD/AB(39)(39)式右面是與熱位移無關(guān)的常數(shù),故吊架載荷W將不隨熱位移而變保持恒力。轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動范圍是AB軸線在xx軸(即水平線)上下30?范圍。當熱位移向上時,AB軸線需靠近下偏30?位置安裝;熱位移向下時,AB軸線需靠近上30?位置安裝;如果吊架的允許熱位移值有較大富裕量時,AB軸線也可安裝在中間某一位置。彈簧安裝壓縮值,必須以
29、入=CD的原則確定。因為轉(zhuǎn)體在不同安裝位置時CD值不相同,故彈簧安裝壓縮值也就不同。使用時,只要安裝時滿足入=CD熱位稱時仍可保持兩者相等。因為熱位移時CD的變化量等于彈簧壓縮值的變化。下面分析一下,彈簧安裝壓縮值不等于CD時,對吊架載荷和恒力特性的影響。由(39)式可得出:W=WF/CD(310)式中:W為載荷,即入=CD時為設計載荷。如果入工CD則安裝載荷入/CD成比例的發(fā)生偏差。入CD的安裝載荷偏大,入CD則安裝載荷偏小。2.H1型恒力吊架的選用H1型恒吊共有十二種規(guī)格,其性能見表42??膳鋸椈梢?guī)格。見表33。轉(zhuǎn)體在不同安裝位置時的彈簧壓縮值見表34。吊架的選用,由工作載荷和y向熱位移查
30、表42確定。首先按照位移大小選擇掛載孔B,再在此B孔的各型號中確定適合設計工作載荷的一種型號。選擇掛載孔B時,熱位移值必須有相當?shù)脑A?,此裕量可按計算熱位移值?5%考慮,且不上于30mm對有較大水平位移的吊架;此裕量還應大些。熱位移裕量過小,容易引起轉(zhuǎn)體與限位器相碰,使吊架成為剛性吊架或完全不吃力。例:計算上熱位移為95mm工作載荷為14000N,試選用H1型吊架。選用熱位移為:95+30=125mm以125mm查表32,可選B孔(允許熱位移為125mn)。根據(jù)B孔和工作載荷14000N,查表32,選H-14型(工作載荷范圍為12550至17000N)。負荷調(diào)整器位置(AC距離)計算:AC=
31、8cX1400/(1700+1255)/2=81.7(mm)轉(zhuǎn)體安裝位置為靠近下偏30o位置。彈簧安裝壓縮值查表34,為207mmH-1型恒力吊架規(guī)格表32掛載孔B7B4B5B4B1B2B3彈重量尺寸位簧(9.8*參數(shù)允許位3002451901601259565號N)(mm)移(mm載荷(9.8*N型號H-1-1515610790104015201b07108451070141020b0H-1-26207409b012b518502708651025130017102500H-1-3725865112514003761010119515202000H-1-4815965125516504851
32、130134017002240CH-1-56968531097167061399031106142521b7H-1-(T84810371338203471531100134617372b45H-1-7102312531615245581681330162821003190H-1-81200147018952880919515be191824703760H-1-91520186224003650102751973241531104730H-1-101754215027704210112892205280036105440H-1-112086255032905.10328271033204280并
33、用H-1-122450300038706.1134b319039105040并用H1型恒力吊架彈簧規(guī)格表33彈簧允許允許絲直節(jié)距t彈簧自由工作總?cè)偠萈重量H1型恒力吊架彈簧安裝壓縮值(mm號載荷Pmax(9.8*N)壓縮值Fmax(9.8*N)d(mm(mn)外徑Dw(mm高度H。(mr)圈數(shù)n數(shù)n1/(9.8*N/mm)(9.8*N)119592192546.1917563813158.9427223762192851.74196663121410.8436327782193055.43210655111312.(T841431042193259.1322466910.512.514.17
34、48524502873062.322579312148.5352(T29862873266.524074510.512.510.462736802873572.62627439.511.512.64738438028738792857288.510.515.2694951402874287.431576281017.911261067202874899.83607707923.4113511754028750183.93757516.58.526.27表340轉(zhuǎn)體安裝位置彈簧壓縮值吊架型號上30上20上100下10下20下30H-1-1H-1-4132145160172185198207H-1
35、-5H-1-121741912112211452632763.H1型恒力吊架的安裝調(diào)整H1型恒力吊架安裝時,應注意下列幾點:吊架安裝前,要核對型號是否與設計相符。可配彈簧應與表33相符。選用的掛載孔B與設計相符,并能滿足熱位移要求即熱位移應有足夠的裕量。檢查轉(zhuǎn)體是否靈活,轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動范圍應不小于60,且與指示相符。實測彈簧剛度。由彈簧剛度引起的載荷偏差應通過載荷調(diào)整的加以補償。載荷調(diào)整器位置可通過(310)式計算。AC=ACPgz/(Pm+Ph)/2-Pxo/P/式中:ACo為載荷調(diào)整器的中間值,見表32;Pgz為吊架工作載荷;FM、Pm)為吊架的載荷范圍,見表32;P/o為彈簧設計剛度,見表33
36、;P/為彈簧實測剛度。根據(jù)熱位移方向和吊架熱位移裕量,確定轉(zhuǎn)體安裝位置。由轉(zhuǎn)體安裝位置,根據(jù)表35確定彈簧安裝壓縮值,調(diào)荷器調(diào)節(jié)范圍不能滿足(310)式計算時,也可適當改變彈簧壓縮值(與表35比較)調(diào)整載荷。但彈簧壓縮值的改變,必須考慮對吊架恒力特性的影響,彈簧壓縮的改變值不宜超過10mm彈簧壓好后,應臨時固定。吊桿花蘭螺絲的可調(diào)范圍,應能滿足管道冷緊和吊架調(diào)整的要求。吊架生根結(jié)構(gòu),盡量采用雙槽鋼結(jié)構(gòu)。固定外殼與根部槽鋼的固定螺絲,不能伸得過長,以免影響轉(zhuǎn)體的活動范圍。無論在安裝位置還是工作位置,彈簧組件不能與根部結(jié)構(gòu)相碰。吊架就位后,調(diào)節(jié)花蘭螺絲和彈簧桿螺母,使轉(zhuǎn)體處于要求的安裝位置,并使吊
37、桿吃力。管道冷緊時,應相應調(diào)整花蘭螺絲,勿使吊桿載荷過大或不吃力。管道水壓試驗和保溫前后,應檢查吊桿吃力情況。吊架調(diào)整可參照下列程序進行:調(diào)整前應檢查轉(zhuǎn)體位置是否正確。確認無誤后去掉彈簧臨時固定件。如轉(zhuǎn)體位置發(fā)生變化,通過花蘭螺絲進行調(diào)整。因為各吊架間的相互影響,這種調(diào)整工作往往反復多次才達到滿意的結(jié)果。所有支吊架調(diào)整結(jié)束后,對調(diào)整結(jié)果進行一次全面檢查,并作出調(diào)整記錄。特別注意,轉(zhuǎn)體不得與限位器相碰。調(diào)整記錄應包括以下內(nèi)容:吊架號、吊架型號、轉(zhuǎn)體安裝位置、掛載孔號、調(diào)荷器位置、彈簧安裝壓縮值和實測彈簧剛度。管道達到額定溫度后,檢查轉(zhuǎn)體工作位置,注意轉(zhuǎn)體是否與限位器相碰。轉(zhuǎn)體工作位置應作出記錄。
38、工程中,往往發(fā)生實際載荷偏離設計值的情況,此時可通過以下辦法改變吊架的載荷:通過負荷調(diào)整器改變載荷。在恒力特性惡化不大的情況下,適當改變彈簧壓縮值。但吊架工作過程中,彈簧壓縮值不能超過最大允許值。如吊架有較大的熱位移裕量,可改變掛載孔位置,重新整定載荷。PH(LH)型恒力彈簧支吊架PH(LH)型恒力彈簧支吊架是大連彈簧廠的系列產(chǎn)品。其基本結(jié)構(gòu)如圖45所示。二者工作原理完全一樣,同號的兩種吊架性能也完全相同。PH型和LH型不同點是外形和安裝方式的不同,PH型稱為臥式恒力彈簧吊架,LH型為立式恒力彈簧吊架,一般情況下,多采用臥式恒力彈簧吊架。PH(LH型恒吊,也是按力矩平衡原理工作時,故結(jié)構(gòu)上與H
39、1型恒吊相似圖35恒力彈簧支吊架支吊架的典型結(jié)構(gòu)圖PH型恒吊工作原理參見圖36圖36恒力彈簧支吊架工作原理轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)角范圍為60o。吊架允許熱位移為AB長度。作用于轉(zhuǎn)體上的力為彈簧力P和吊架載荷W它們對轉(zhuǎn)軸的力矩,大小相等方向相反,即:P-a=WK(311)W=Pa/x=P/(Fq+AF)-a/K(312)式中:a為彈簧力臂;K為載荷力臂;P,為彈簧剛度;Fo為轉(zhuǎn)角a=0時的彈簧壓縮值;AF為a0時為彈簧壓縮值變化量。(312)式右側(cè),除P,和Fo外,都隨轉(zhuǎn)角a變化。為了說明恒力特性,將(312)式進行變換。在厶ABC中,由正弦定理可知:L/Sin(T+a)=R/SinD=AD/SinC(313)
40、a=ADSinD(314)而SinD=Sin(T+a)R/L(415)故a=AD-R-Sin(T+a)/L(316)K=AB-Cos(30o-a)(317)故W=Pa/K=p/(Fg+AF)-AD-R-Sin(T+a)/AB-Cos(30o-a)-L(318)(318)式中,p/、Fg、R、ABL為不隨轉(zhuǎn)角而變的常數(shù),其余都是變數(shù),且都是a角的函數(shù)。通過大量計算表明,當L/R-3時,載荷隨角a變化最小。此種吊架是近似恒力型吊架,使用中不恒定率可達到6%以下。吊架的載荷調(diào)整,通過改變R大小即可。當R大小范圍內(nèi)改變時,對恒定率的影響很小。載荷與R成正比。即:W/W。=R/R。(319)式中:R。為
41、R的中間值,即表35中的R值;W為對應R。的載荷,即表35中的載荷。R??烧{(diào)范圍為土10%與H1型相似,PH型恒吊也不宜采用改變彈簧壓縮值的辦法調(diào)整載荷;因為用改變彈簧壓縮值的辦法調(diào)整載荷,對吊架的恒定率有影響。PH(LH)型恒力吊架,允許熱位移為50至350mm允許載荷為1293.6N至180633.6N,載荷調(diào)整范圍為土10癥定載荷W,吊架規(guī)格型號及性能,詳見工廠標準JB-2d54-B1。因為此標準很繁雜,不便列出,以簡化型式列于表35中。表35中熱位移值確定,可通過(320)式計算出載荷W。W。=M/Ay(320)工廠標準中,吊架型號規(guī)格表示為:PH(或LH)xx,xxx/xxxxS(或
42、x)。其中:PH表示平式;LH表示立式;xx表示吊架號;XXX/XXXX中分子表示選用熱位移,分母表示載荷W。S表示上位移;x表示下位移。使用時,吊架可并聯(lián)或串聯(lián)使用。產(chǎn)品出廠時,制造廠按用戶提供的熱位移方向?qū)⑥D(zhuǎn)體鎖定,上位移吊架鎖定在下孔,下位移時鎖定在上孔。載荷調(diào)整器一般放在中間;吊架載荷為,對應型號和選用熱位移值的額定載荷W選用吊架時,應按支吊架計算熱位移值1.20倍,并進行修園(個位為0),用為選用的熱位移值。選用吊架示例:吊架工作載荷為34690N,計算上熱位移值為215mm試選用PH型恒吊。yc=1.20 x215=258mm修園選用熱位移為yc=260mm4M=PgzAy=346
43、90 x260=901.94x10(N.mn)吊架系列由于國內(nèi)尚無此種恒吊產(chǎn)品,下面所列的吊架系列不是正式產(chǎn)品系列,只用為分析問題時的參考。允許熱位移系列。此恒吊允許熱位移系列分為I、II兩類。yI取150mm考慮到本吊架熱位移范圍為y至0.5y,放yII取2yI,即yII=300mm。額定載荷系列。由于主簧和輔簧剛度比為2:1,且最大允許壓縮值相同,為了盡量減少彈簧規(guī)格,本吊架額定載荷系列比也取2:1。設吊架的載荷適應范圍為125公斤至24000公斤,則吊架額定載荷基本系列如表36所示。吊架基本載荷系列表36由于本吊架可并列組合,故吊架的全載荷系列如表37所示。基本吊架號I.1III.2V.
44、3VII.4IX.5II.1IV.2VI.3VIII.4X.5額定載荷Q(N)250050001000020000400000吊架載荷系列表37吊架號I.1I.2I.Ix3I.3I.2x3I.4I.3x3I.5I.4x3.5x2I.5x3II.1II.2II.Ix3II.3II.2x3II.4II.3x3II.5II.4x3II.5x2II.5x3QH2500500750010001500020003000040006000080000120000(N)0000注:吊架號說明一一類別基本吊架號X并聯(lián)數(shù)吊架的選用和整定吊架選用需用工作載荷和熱位移值二個參數(shù),整定時尚需熱位移方向。此吊架在靠近y=
45、0范圍工作時,恒定率較差,故吊架的選用熱位移值應大于計算熱位移值,一般取1.2倍計算熱位移值,且附加裕量不應小于35mm下面舉例說明選用和整定的方法。例1試選用和整定Pgz=21242N,運行時熱位移向上,計算熱位移量10mnt勺吊架。選用熱位移為:yc=80+35=115mm由Pgz和厶yc查圖314,可選I.3X3、1.4X4、1.5型。選用1.5型。5型吊架的QH=4000公斤,y尸150mmPgz=QH固定齒定位在y=30mm位置,則吊架允許位移量為:y=150-30=120mm。主簧初壓縮量為30mm例2:試用和整定Pgz=34300N上位移yj=120mm的吊架。yc=1.2X12
46、0=144mm查圖314,可選II.4、11.4X3、11.3X3、11.5型,選用II.4型。4型為Q=19600n,yH=300mmPgzQH。QA/Qh=3500/2000=1.75。吊架允許熱位移為:ya=300 x(2/3-0.5X1.75)=187.5mm定位齒定在y=ya=187.5mm位置。主簧初壓值為yh=300mmo三、限位支吊架1.限位支吊架的基本概念彈簧支吊架和恒力吊架都屬彈性支吊架,它們的共同點是,不承受管道的熱脹和冷緊推力,對管道熱位移不起限制作用。這對改善管道熱脹二次應力和自重一次應力有一定的好處。以往的高溫管道,除了端點是剛性支撐外,幾乎全部采用彈性支吊架。這種
47、支吊架設置方式,對中、小型機組還比較適用,而在大機組管道設計中出現(xiàn)的問題和矛盾就特別突出。隨機組容量的增大,主蒸汽、再熱蒸汽等管線長度不斷增長,加上工作溫度的提高,使管道支吊點熱位移值(包括垂直和水平位移)也大幅度增加,以至于吊架的選用,吊桿偏裝和滿足吊桿長度等問題變得很困難。高壓、高溫管道,由于管徑大、管壁厚、熱脹量大,對連接設備和建筑結(jié)構(gòu)的熱脹力或冷緊力(力矩)都很大,很難滿足設備要求的限定值,對建筑結(jié)構(gòu)的設計也帶來難題。旁路管道,由于管線較短,管系剛度往往較大,且與主管的接口位置有較大的熱位移,使管道的熱脹二次應力普遍偏高。特別是大機組多采用雙路管道系統(tǒng),管道布置往往不對稱,造成旁路管的
48、二個接口有較大的相對位移,更增加了旁路管布置的困難。上述各種問題,單純通過管道布置方式的改變,很難圓滿的解決問題,而且會增加材料消耗,采用限位支吊架則是解決問題的較方便途徑。限位支吊架是以限制管道熱位移為主的支吊架(有的也承受管道重量)。與固定支架不同的是,限位支吊架只限一個或二個方向的線位移,而對管道的角位移一般不加限制。這種不完全的限位,對管道的熱脹應力影響較小,卻能達到多種有益的效果。通過限位支吊架,可以把管道熱脹人為的分成若個獨立段,使支吊點的熱位移值大幅度降低;也可根據(jù)需要,改變管道上某些點的熱位移值和方向。采用限位支吊架,可以調(diào)整管道的熱脹二次應力,使一些高應力點的應力得以降低。如
49、果需要限制管道對設備的推力,也可通過限位支吊架實現(xiàn)。管道設置限位支吊架后,比起全部采用彈性支吊架,穩(wěn)定性增加,可以降低管道振動。管道重量偏離設計值,或支吊架載荷調(diào)整偏離設計值的情況是大量存在的。如果管道全部采用彈性支吊架(特別是大量采用恒吊時),這種不平衡力將大部分轉(zhuǎn)移到管道端點,引起管道彈性變形和自重一次應力的增加,也可能對連接設備的正常運行帶來危害。如果管道中采用了一定數(shù)量的承重型限位支吊架,則上述不平衡力將分攤到限位支吊架和管道端點上,對管道和連接設備的危害將大大減小。限位支吊架主要用于熱脹量大的主蒸汽、再熱蒸汽等高溫管道中。2.限位支吊架常用型式廣義的說,凡是具有限位功能的支吊架都應屬
50、于限位支吊架,如固定支架、滑動支架、導向支架、剛性吊架等,但目前所指的限位支吊架并不完全包括這些支吊架。這一方面考慮歷史上形成的支吊架分類習慣,另一方面這些支吊架的使用方式,也與專用限位支吊架有一定的差別。如固定支架是限制三個方向的線位移和角位移(即完全限位);一般的滑動支架和剛性吊架,用在y向位移近似為零的支吊點,因而也就不存在限位問題。由于采用限位支吊架的目的不同和安裝位置的差異,限位支吊架的標準化工作比較困難。下面介紹幾種常用的限位支吊架型式和它們的特點。導向支架是承垂型限位支架,用于水平管道上,限位方向是y向向下和垂直于管道軸線的水平方向,導向支架已列入支吊架設計標準中?,F(xiàn)行標準中,導
51、向板與支架管部的間隙為4mm允許管道水平面角位移為0.6o2o(大徑管為小值),而管道的實際型位移一般是0.5o左右,加上導向板的剛度較弱,所以導向支架一般不具備限制管道角位移的功能。導向支架多用于水平布置的門形補償器兩側(cè),或用于軸向補償?shù)牟ㄐ窝a償器兩側(cè),達到防止門形補償器背部熱位移過大和避免波形補償器的目的。限位剛吊的結(jié)構(gòu)與一般剛性吊架相同,只是使用條件的不同。限位剛吊用在有y向熱位移的吊點,用來限制吊點的向下熱位移。限位剛吊不但承重而且承受較大的限位力,載荷較大,吊桿比一般剛性吊架粗的多。按限位剛吊的限位功能,一般只能用于有向下y向位移的吊點,但實際工程中也用于有向上熱位移的吊點。此時,應
52、特別注意在熱態(tài)時剛吊載荷的大幅度減小,甚至完全懸空不吃力的情況發(fā)生,以免使管道自重一次應力的大量增大?;鹆Πl(fā)電廠主蒸汽、再熱蒸汽管道的y向膨脹量都很大,因而限位剛吊應用很普遍。在管系中,限位剛吊和管道端點構(gòu)成重力靜不定力系,它們的實際安裝載荷與設計安裝載荷往往存在較大的偏差,在安裝、調(diào)整支吊架載荷時,需要對限位剛吊的載荷進行實測調(diào)整,否則會對管道的自重一次應力有不利影響。限位支架是限制支吊點水平位移的限位支吊架,可裝于水平管和立管上。3.設有限位支吊架管道的冷緊管道設限位支吊架后,管道為膨脹補償由限位支吊架分成若干個獨立管段,管系的冷緊方式和具體工藝要求,也就與無限位時有所不同。為了說明設有限
53、位支吊架管系的冷緊特點,首先回顧一下無限位管系的冷緊。管系無限位時,整個管系為一個膨脹補償段,三個方向的冷緊集中在一個冷緊口進行。冷緊時,如果冷緊口兩側(cè)的冷緊位移量不按兩側(cè)管段的柔性進行分配,則冷緊裝置未松開前,兩側(cè)管段冷緊效果不相同;但冷緊裝置松開后,管道可按各段的柔性自行調(diào)整冷緊位移量,特別是支吊架的載荷調(diào)好后,管道重量對冷緊位移的影響因素可以消除,管道各點的冷緊位移,完全由管道各段柔性自行調(diào)整,熱位移時,各點的熱位移量也是按各段柔度自行分配膨脹量,達到整體管道為同一冷緊比。因此,對無限位管道的冷緊,其冷緊口兩側(cè)的冷緊位移量,可不作嚴格的限制,也可以靠管道重力進行冷緊,因為它們對冷緊效果的
54、影響,只存在于冷緊裝置未松開前,或支吊架載荷未調(diào)好前,對最終冷緊效果并無實質(zhì)性影響。管道設限位支吊架后,由于膨脹位移和冷緊位移受到限位支吊架的制約,故冷緊量如何分配到各限位段,或冷緊口兩側(cè)的冷緊位移如何分配,以及冷緊過程的工序和工藝,將直接影響到冷緊效果,因而冷緊方法和具體要求也就變得較為復雜。有限位支吊架管道的冷緊,按冷緊口數(shù)量分為整體冷緊和分段冷緊兩類;整體冷緊時,整個管系只設一個冷緊口,分段冷緊則每個限位段都設冷緊口。按冷緊量的分配方式,可分為按限位段柔度分配冷緊量和按膨脹量分配冷緊量兩類。對冷緊效果有直接影響的是冷緊量的分配方式,而冷緊口的數(shù)量只是具體工藝過程不同而已。分段冷緊是各限位
55、段都設冷緊口,分別進行冷緊。冷緊前需裝好限位支吊架,限位支吊架參與冷緊。進行冷緊前,需對各冷緊量統(tǒng)一進行檢查,然后依次進行冷緊。冷緊過程中,限位支吊架不作調(diào)整。分段冷緊采用按限位管道柔度分配冷緊量時,由于各限位段的柔度和膨脹量并不成比例,各段的冷緊比不相同,特別是各限位段的柔度和膨脹量之比相差懸殊時,各段冷緊比就會相差很大。冷緊結(jié)束時,限位點兩側(cè)的冷緊力大小相等方向相反,限位支吊架不受冷緊力。對端點的冷緊力和管道的冷緊應力,與同一總冷緊量的無限位時相同。管道熱態(tài)時,限位點兩側(cè)的熱態(tài)推力不相等,限位支吊架承受熱脹推力。管道二次應力不但要看應力水平,而且還要看冷熱態(tài)的應力變化幅度。而冷緊比大小并不
56、能改變二次應力冷熱態(tài)的變化幅度,冷緊比只能改變冷熱態(tài)的應力值。因此,只要二次應力值和端點推力滿足要求,冷緊比可大可小,各限位段的冷緊比也不必強求一律,這是按限位段柔度分配冷緊量冷緊法實際應用的前題。實際工程設計中,有的限位段冷緊比只有0.5左右,而另一些限位段的冷緊比高達1.5以上。分段冷緊采用按限位段的膨脹量分配冷緊量時,各限位段的冷緊比相同。冷態(tài)時,由于限位點兩側(cè)的冷緊力值不等,限位支吊架承受冷緊力。熱態(tài)時,管道二次應力和對限位支吊架的推力各限位段按同一比例反向變化(相對于冷態(tài)的);如果冷緊比取1、冷緊有效系也為1、則熱態(tài)時各管道段的二次應力為零,限位支吊架和端點熱脹推力也為零。整體冷緊只
57、設一個冷緊口。當采用不同的冷緊位移分配方式時,冷緊效果和冷緊工藝要求也不相同。當采用按各限位段的柔度分配冷緊位移時,限位支吊架不參與冷緊,限位支吊架一般應在冷緊后安裝。此法的冷緊效果、限位支吊架的冷熱態(tài)推力,等效于按柔度分配冷緊量的分段冷緊。如果限位支吊架在各支吊架載荷調(diào)整后安裝,則冷緊口兩側(cè)的冷緊位移也與無限位時一樣,可不作嚴格要求。如限位支吊架需在冷緊前安裝(如限位剛吊),則冷緊口兩側(cè)的冷緊位移量和已安裝的限位支吊架的冷緊位移量(即冷緊時限位支吊架的調(diào)整量),冷緊過程中需按要求嚴格控制。按限位段的膨脹量分配冷緊的整體冷緊,等效于按膨脹量分配冷緊量的分段次冷緊。冷緊時需對冷緊口兩側(cè)和各限位點
58、的冷緊位移進行嚴格控制,故限位支吊架需在冷緊前裝好。各種冷緊方式的冷緊工序和具體要求,應遵守下列原則:采用按限位段柔度分配冷緊量的分段冷緊時,冷緊前各限位支吊架需事先裝好,各冷緊口的冷緊量應統(tǒng)一檢查,各冷緊值由設計給定。各冷緊口兩側(cè)的冷緊位移量,一般可不進行嚴格控制。設有限位剛吊的管系,冷緊次序從管道最下方冷緊口開始,如管系中無其他方向限位時,x、z向冷緊宜放在最后一個冷緊口進行。如管系中有x、z向限位所在管段的y向冷緊,然后依次進行相臨冷緊口的冷緊。顯然,當管系中有多個限位點,特別是有多個不同方向的限位時,冷緊工序?qū)⒆兊煤軓碗s。采用按限位段膨脹量分配冷緊量的分段冷緊,與前者比較,只是冷緊量分
59、配方式和冷緊效果不同,冷緊工序和要求則一樣。采用按限位段柔度分配冷緊位移的整體冷緊時,冷緊前限位支吊架一般不裝(承重的限位支吊架可裝),限位支吊架需在支吊架載荷調(diào)好后裝。冷緊口兩側(cè)的冷緊位移量,可不作嚴格規(guī)定。冷緊過程與無限位時大體相同。特別需要指出的是,支吊架載荷調(diào)整,不但包括各彈性支吊架,也包括承重的限位支吊架(需實測整定),此冷態(tài)載荷由設計給定。分段冷緊不宜用于多限位點的管系;而限位點少時,分段與整體冷緊工序的繁簡程度并無多大區(qū)別。就管道施工工序而言,施工中需預先清洗接口,焊接式流量裝置需在沖管后才能正式安裝,管道安裝工作難以一次正式完成,給分段冷緊工作帶來困難。因此,整體冷緊方式就顯出
60、通用性廣、簡便、實用的優(yōu)點。特別是按管段柔度分配冷緊位移的整體冷緊,冷緊工序與無限位管道沒有什么區(qū)別。采用按限位段膨脹量分配冷緊量或冷緊位移的冷緊方法,有較小的熱態(tài)二次應力和較小的熱態(tài)端點推力。而冷緊的主要目的就在于使熱態(tài)二次應力減小,使管道投運初期的蠕動速度減小,因而此種冷緊方式較為合理。當然,實際管道的二次應力水平一般都較小,不是管道設計的主要矛盾,故按柔性分配冷緊量或冷緊位移的冷緊方式,在實際工程中也多有采用。按柔性分配冷緊量的方式,在冷緊過程中,對承重支吊架的載荷狀態(tài)無特殊要求,冷緊工序也較為簡便。四、減振器在管道設計中,由于參數(shù)的提高、主輔機設備機械振動的傳遞、各主要管道內(nèi)工質(zhì)運行工
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