H型恒力弹簧支吊架是按力矩平衡原理设计的一种机械装置。可以通过它来悬吊和支撑管道及设备,此时,当管道或设备产生位移时,只要在预先选定的载荷位移内,不管其位移变化有多大,它们可以通过恒力弹簧支架而始终获得恒定的支撑力。从而不会给管道或设备带来新的附加压力,这样可以避免造成重大的设备和事故。
支架间距尤其是水平管道的承重支架间距不得超过管道的允许跨距(即管道的间距),以控制其挠度、弯曲应力和剪切应力不超限。一般连续敷设的管道允许跨距(L)应按三跨连续梁承受均布荷载时的刚度条件计算,按强度条件校验,取两者中的小值。
弹簧支吊架具体强度刚度应该按照标准《电厂动力管道设计规范》(G764-2012)中10.2.2条公式计算。另外注意在水平管道方向改变处,两个支吊架间距的管子展开长度不应超过水平直管允许间距的0.75倍,其中一个支吊架应靠近弯管或者弯头的位置。
热力管道弹簧支吊架的选用原则:
在热力管道设计中,当管道支撑点处有较大垂直位移时,如果该点产生托空或者过大推力,使支架失去其承载功能,该荷载转移将造成管道一次应力增加或者相邻支架超载,或将使管道产生较大的二次应力,对管道和支吊架都不利。这时,管道支撑点处需要采用弹簧支吊架。另外,在与敏感机械设备相连接的管道处,也常常采用弹簧支吊架,以减少对设备的作用力和力矩,保证机械设备本身。
弹簧支吊架安装使用时的注意事项
(1)由制造厂按用户提供的安装载荷,用上、下两块定位块将弹簧支吊架的指示板固定在与安装载荷相应的位置上,使弹簧支吊架暂处于刚性状态。
(2)管道经清洗、水压试验后,取下上、下定位块,方可将管道投入使用。
(3)管道开始运行时,先检查定位块是否合部拆除,再检查指示板从安装载荷到工作载荷的位移过程中有无卡阻现象。
(4)管道投入正常运行后,检查弹簧支吊架在工作载荷 时的位移是否与设计一致。管道停止运行后,检查指示板是否复位到安装载荷的位置。检查弹簧的吊架紧扣性等。
弹簧支吊架必须严格按照要求定位和装配。在施工过程中,定位装置应保持不动,直到整个管系安装完毕且试压完成后,管系升温前将定位装置取出,使弹簧正常工作。否则,会出现弹簧卡死、绕中心轴歪斜等现象,造成弹簧支吊架失效。管系运行前,必须仔细检查定位装置是否取出,使弹簧正常发挥作用。此外,在管系处于冷态时,如果弹簧支吊点处荷载过大,也会使弹簧装置变形,甚至毁坏。因此,往往要增加保护装置,如弹簧箱,加厚壳体钢板等措施。
弹簧支吊架设置的灵活性,其可变化的范围较大。支吊架的位置、数量和型式选择往往因人而异。对同一个管系存在着多种支吊架设置方案,不同的设置型式将反映出不同的应力分布、应力值及端点受力。因此,在进行管道设计时,为使管系具有足够的柔性,除了应注意管系走向和形状外,支架位置和型式也是相当重要的。
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