浅谈化工管道的支吊架设计要点

浅谈化工管道的支吊架设计要点

摘 要：本篇文章讲述了化工装备中化工管道支吊架的类别、功能、设计要点，重点解析了几种常规支架的类型，提出在明确管道支吊架位置的时候，需要注意的因素，并且与专家学者的经验相结合，依据化工管道支吊架的设计过程，需严谨对待的几点问题。

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设计管道支吊架是化工管道设计里一项很重视的工作，特别是对于输送有毒有害、强腐蚀性、高温、高压和可燃介质的管道。它不但支撑着管道，还得承受来自各个方面的作用力与力矩。所以，各个管系都应该备用不同性能及形 式的支吊架，来确保管系和与它相连接的装置的安全。

安全的化工管道支吊架设计能满足化工管道钢度与强度的需要，同时，它也能有效的减少化工管道对装置产生强大的附加载荷，以防由于化工管道的位移或振动等原因导致爆炸、泄漏等事故的发生，保障化工管道与设备管口的安全，确保化工设备的正常运行。

一、化工管道支吊架的类别以及作用

化工管道支吊架的类别依照承载形式可划分为吊架与支架两种；依照作用形式可划分为三大种类：减振架、承重架、性支架。

减振架是特殊的化工管道支吊架，主要用于除减小或者热膨胀、重力作用外，由地震荷载、物料冲击、风荷载、安全阀排出反力、机械振动等其他外力作用导致的管道振动，划分为阻尼器和减振器。

承重架的作用是支撑管道自重及持续荷载，以免化工管道由于自重及持续荷载（例如风荷载、雪荷载、隔热材料重、介质重等）而引起的化工管道强度或者是刚度超过使用范围，可划分为恒力架、滑动架、滚动支架和杆式吊架。

性支架适用于约束与由于热膨胀而导致的管系位移。寻找管系中适宜的位置安置性支架，可以掌控的支撑点的位移或者是某些方向的位移，促使管系的变形或者是位移向有利于热补偿或保护设备的方向发展。性支架可划分为固定架、导向架与限位架。

化工管道工作人员布置管道时，需要常常思考一次应力问题，此阶段考虑的主要是支架有限位架、滑动架、固定架、导向架，其他类型的支架例如减振架和弹簧架，主要是在化工管道应力分析时思考，以下会介绍其中两种常规支架的安置及作用。

滑动架是位于支承点下方支承的托架，除了水平方向的摩擦力和垂直方向的支撑力之外，没有其他的阻力。滑动架是化工管道设计人员还没有分析应力管系前常用的支架。除了非应力管线的特殊情况，其他的都可以使用滑动架来支撑。常用的滑动架类型有临管支架、平管支托、假管支托、悬臂支架等。

导向架适用于引导化工管道位移的方向、促使化工管道沿轴向位移，而非横向位移。当使用于水平化工管道时，它又起到了承重的作用。一般情况下，导向架安置在应力管线上，经过应力专业工作人员对管系采取应力分析后给出结果。经常使用的导向架形式有管卡型导向架、管托型导向架、光管型导向架等。

二、化工管道支吊架的安置和确定它的位置 管道设计的工作人员在设计化工管道的过程中，还应该思考化工管道支吊架的位置和安置的经济性、可能性及合理性等，这是设计支吊架和化工管道的设计

者共同要求的。决定化工管道支吊架的位置主要从以下几点方面考虑：

1.承重架间距最好不能超过管架的允许跨距的最大值 有压力脉动的化工管道，应依照化工管道固有的频率确定管架的间距，防止发生共振。

2.将已有的结构构件的作用发挥到最高点来支撑化工管道，譬如建构筑物的柱和梁等承重构件

就混凝土结构来说，应该向土建专业的工作人员提出安置化工管架所要求的预埋件和管墩等条件；相对于落实在理论上荷载比较大的化工管道支吊架上（通常所说的荷载大于且等于10kN），应该在确定管架位置后，向土建专业人员提出荷载的条件。

3.需要对化工管道进行应力分析，应依据分析结果确定管架位置，并且要思考到支撑的可能性

4.设置承重架在垂直管段弯头的附近或者是垂直段重心之上，假如垂直段较长，可以在它的下部加一个导向架

5.设置承重架在荷载较大的化工管道组成件附近

6.管架最好靠近设备管口，好减小管口的受力，这样就会减小在管口内产生的热膨胀弯矩。当化工管道支吊架的生根件被焊在需要整体热处理的装置上时，应该向设备专业提出需要使用垫板的条件

7.在管架的类别和位置方面，应尽量减少作用力对生根部件的不好影响 8.不仅要考虑管架的位置，还要为检修和操作留出充足的空间 三、化工管道支吊架设计时需重视的几个方面 依据专家学者的设计经验，提出了在化工管道支吊架设计的过程中，除了必须遵循的一些原则之外，还应该注意以下几点：

1.不锈钢化工管道和支吊架间应该垫不锈钢（或是不含有氯离子的橡胶、塑料）垫板，以防碳钢和不锈钢触碰产生晶间腐蚀

2.在离心泵的入口化工管道处，应该安置可调支架（运行中的泵在常温下可以不用设置），假如有必要，可以依据应力分析结果在安置弹簧支吊架

3.在进行吸入过程的往复式压缩机或者排除管道或者其它剧烈振动的化工管道，应该安置管卡型支架（支架位于管架上或者是地面的管墩上），为了避开把振动传达到构建筑物的梁柱上，与此同时，在化工管道和管卡之间加上橡胶垫，用来增大管卡的紧固性

4.针对那些常常需要拆卸检修的化工管道（例如气流输送的聚丙烯化工管道）应该安置卡箍型管托，不适宜用焊接型管托

5.低温化工管道（操作温度小于且等于零下20℃）的管架不适宜与钢结构直接地接触，应该在钢结构和管架间垫隔冷块，例如红松木等（即便是不要求保冷管架的工艺），以避免钢结构产生冷脆的现象而遭到破坏

四、总结

在化工管道支吊架的设计过程中，化工管道和支吊架的设计不可分割。衡量管系是否能够安全运作的标准包括化工管道应力的大小，如果应力太大，管系有可能会遭到破坏，而准确的设计与选用化工管道支吊架，其主要就是为了减少化工管道的应力，在安全的范围内使用。所以，使用合适的化工管道支吊架的设计能保障化工装备稳健的、安全的运行。

参考文献

[1]唐飞，刘兴然.化工管道支吊架的设计与选用[J].广东化工,2010（9）.

[2]苏军.管道支吊架的设计及应注意的若干问题[J].石油知识,2009（6）. [3]张文彬.石油化工装置管道支吊架的设计[J].科学与财富,2011（2）.