CAESAR II管道应力计算入门教程(一):应力分析基础知识(2)

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今天我们来学习关于管道的约束的理论知识。

我们的管道其实是一件比较脆弱的东西,需要我们小心、合理的放置;在我们管道的设置中,绝大多数都是架空敷设的,这就需要用管道支架来支撑我们的管道,这些支架就是约束。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/caesar-ii/562.html

支吊架的种类

管道支吊加的功能主要可以概括为:承受管道荷载、限制管道位移和控制管道振动三个方面;所以支吊架种类可分为:承重支吊架、限制性吊支架和防振支吊架三大类。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/caesar-ii/562.html

1、承重支吊架

承重支吊架,顾名思义就是承载管道重量(包括附加在管道上的所有额外的重量);承重支吊架又可以进一步的分为刚性支吊架、可变弹簧支吊架和恒力弹簧支吊架三种形式。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/caesar-ii/562.html

刚性支吊架不允许管道有竖直向下的位移,弹簧支吊架允许管道有竖直方向的位移。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/caesar-ii/562.html

我们一直都在说支吊架,就是说既有有支架也有吊架,顾名思义,支架是在管道下面支撑管道,吊架是在管道上面吊着管道。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/caesar-ii/562.html

总结一下,承重支架是承载管道重量,允许管道在水平面上有相对移动。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/caesar-ii/562.html

2、限制性支架

限制性支架是用来阻止、限制或控制管道系统位移的支架;可分为固定支架、限位支架、导向支架三种形式。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/caesar-ii/562.html

固定支架是将管道在支架这个点完全固定住,不允许管道有任何方式的移动。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/caesar-ii/562.html

限位支架则是限制管道在某个方向的位移,也能限制角位移;既可以完全限制管道在一个或多个方向上的移动,也可以限制管道在一定范围内的移动。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/caesar-ii/562.html

导向支架是一种特殊的限位支架,它只允许管道在其轴向有位移,不允许管道在其径向有位移或控制其位移在一定范围内;之所以将此形式的支架单独列出来,是因为它是我们管道设计中非常常用的一种支架。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/caesar-ii/562.html

大家可以发现,为什么承重的叫支吊架,而限制性的只叫支架呢?其实很好理解,那就是吊架无法限制管道在非竖起方向上的位移。

3、防振支架

防振支架主要用于防止往复机械管道的振动,有时候也用于防止两相流管道的振动。主要分为防振管夹和阻尼器两种。

这个防振支架我就先不展开来讲了,后面我们学到相关的管道时再作讲解。

不过有一点大家可以明白,防振也没有吊架,同样的吊架无法防振,甚至可以说,吊架会造成振动的加剧,所以有振动的管道尽量不要采用吊架。

支吊架的选用原则

1、 基本原则

(1) 对于不同的管系,在确定其支吊架位置时都应遵守下列基本原则:管道支吊架的位置、数量、型式等应能满足管系静应力分析的要求。这个要求包括管系自身的强度、稳定性、最大位移以及对相连设备、生根设施的力学要求;

(2) 管道支吊架的位置、数量、型式应能满足管系动应力分析的要求。这个要求包括管系对管道的机械振动、水击、放空反冲击、地震、风载等载荷作用下的力学要求;

(3) 管道支吊架应具备相应的生根条件。当该条与上述两条发生冲突肘,应考虑改变管系的走向,最终使上两条要求得到满足;

(4) 支吊架应尽可能利用已有的建构筑梁柱、平台、设备本体、加热炉钢结构、地面等作为生根点。对于有可能集中支撑的管道,应尽可能选择适宜的地方和方式集中支撑;

(5) 支吊架位置应不妨碍操作人员的通行、设备的检修和管道的拆卸等;

(6) 支吊架的位置尚应考虑经济性原则。例如,对于管道比较集中的管廊,其跨距应视多数管道的允许跨距而定,而不宜以少数较小直径管道的允许跨距确定;

(7) 支吊架的位置应尽可能整齐有序,使支撑效果美观大方。

2、 承重支吊架位置的确定

承重支吊架的位置除满足上述的基本原则之外,尚应符合下列要求:

(1) 支吊架位置应能满足管道最大允许跨度的要求。跨距要求见后面所述;

(2) 当有集中载荷时,支架应布置在靠近集中载荷的地方,以减少偏心载荷和弯曲应力;

(3) 在敏感设备(泵、压缩机)的附近,宜设置承重支架,以防止设备嘴子承受过大的管道荷载;

(4) 支吊架应设在弯管和大直径三通式分支管附近;

(5) 当塔器的水平管嘴直接安装DN注150的阅门时,应在阀门附近设承重支架;

(6) 沿立式容器、立式设备等敷设的竖直管道,应在尽可能靠近嘴子处的竖管上设承重支架;

(7) 一般较长的竖直管道,应在靠近上面的端部设承重支架;

(8) 当某些管道元件需要拆卸移走或相连设备需要拆卸移走时,应考虑相连管子的稳定性必要时应设承重支架。

3、 固定支架位置的确定

固定支架的位置除满足上述的基本原则之外,尚应符合下列要求:

(1) 对于复杂管系,可用固定支架将它划分成几个形状较先简单的管段,如L形管段、U形管段、Z形管段等,以便分段遇行分析计算和柔性设计;

(2) 确定管道固定支架位置时,应使其有利于两固定点之间管段的自然补偿;

(3) 选用π形补偿器时,宜将其设置在两固定支架的中部不能位于两固定支架的中部时,π型补偿器距固定支架的距离不宜小于两支架间距的1/3;

(4) 固定支架宜靠近需要限制分支管位移的地方;

(5) 固定支架应设置在需要承受管道振动、冲击载荷或需要限制管道多方向位移的地方;

(6) 迸出装置的工艺管道和非常温的公用工程管道,宜在装置分界处设固定支架;

(7) 落地生根的调节阅组、蒸汽分配管、其它阀组和分配管等,应一端设固定支架,但此时固定支架的位置不应阻碍管系的热补偿。

4、 导向支架位置的确定

(1) 竖直管道较长时,为了防止因风载荷等引起的管道大幅度振动或摆动,应在中间若干位置设置导向支架,以增加其稳定性。

(2) 管廊上管道直线距离较长而且中间无固定点和止推支架时,应在中间若干点设置导向支架,以防止管道产生横向不稳定:

(3) 管道在拐弯处有较大位移并影响到邻近管道或其它设施时,应在适当位置设置导向支架;

(4) 允许管道轴向位移而不允许横向位移的位置应设置导向支架;

(5) 水平设置的π型补偿器两侧应设置导向支架,导向支架距补偿器的中心位置应为32DN~42DN;

(6) 水平设置的自由型波纹管膨胀节两端应设置若干导向支架,第一组导向支架距膨胀节中心位置应不大于4DN,第二组导向支架距第一组应不大于14DN;

(7) 导向支架的位置应不影响管道的自然补偿。一般情况下,管道的弯头、分支处不应设导向支架。

5、限位支架位置的确定

限位支架的位置除满足上述的基本原则之外,尚应符合下列要求:

(1) 限位支架在某些场合可代替固定支架,如补偿器的两端,装置边界线的管道固定点等;

(2) 在热态情况下,当管系的热胀方向朝向敏感设备嘴子时,可在适当的位置设置逆热膨胀方向的止推支架;

(3) 刚度较大的管道对设备、设备基础等产生较大推力时,可在适当的位置设止推支架。

PS:

看完以上的内容,是不是觉得非常的抽象和枯燥呢?如果是,那说明你没有管道设计的基本常识,没有设计过或现场看过管道;那对于这类同学,我的建议是多去管道现场看看,看那些已经做好的管道支吊架,看的时候不妨拍些照片,然后再回来看这篇教程,你就会容易理解了。

好了,下周四(6月9号)我们再见吧,届时雨常将给大家带来:

CAESAR II管道应力计算入门教程(二):基础操作(2)

我们将学习如何在C2中模拟这些支吊架。

 

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雨常
  • 本文由 雨常 发表于 2016年6月5日08:57:02
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匿名

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