石油化工管道支吊架的制造与应用

石油化工管道支吊架的制造与应用

张阳

河南省锅炉压力容器安全检测研究院驻马店分院 河南省驻马店 463000摘要:支吊架是石油化工管道设计中十分重要的一环，所以正确的选用和安装管道支吊架是非常重要的。本文简要的介绍了管道支吊架的分类、用途以及选择原则，进而指出管道支吊架实际的设计和安装中要注意的问题。

关键词：石油化工；管道支吊架；应用

石油化工装置具有复杂性，其中包含众多不同种类的管道，而这些管道有其不同作用，施工情况也大不相同，受外界环境的影响也比较复杂。在进行管道铺设工作中，为保证工作的顺利完成，必须根据管道特点的不同选择不同形式和性能的管道支吊架进行安装。所以管道支吊架在石油化工装置中发挥重要作用，并直接关系石油化工装置的正常运行情况。

1 石油化工装置管道支吊架种类

　　1.1 限位支吊架

　　石油化工装置中的限位支吊架可以允许管道发生位移等情况，但不允许出现所有方向的线位移。限位支吊架在石油化工装置中主要应用在补偿器的两端的边界线处，实现对管道位置的固定[1]。如果在应用过程中由于各种关系的作用出现比较大的热胀现象，并且这一现象是面向装置管口的方向发生的，那么可以将止推支架设计在有效位置以此消除由于较大刚度对管道装置产生的强大推力，从而保证装置的安全有效运行。

　　1.2 固定支吊架

　　石油化工装置中在固定点位置发挥作用的支吊架就是固定支吊架，这一支吊架一旦设置成功，将不允许管道发生一点位移。固定支吊架属于保护性支吊架中的一种，可以在应用过程中发挥承重的作用。为更好的保护管道实现安全稳定运行，降低振动情况的出现，需要重视对固定支吊架的设计。固定支吊架应用范围比较广，比较常用的有四处。第一，应用在安全阀出口处的水平管线位置，在这一位置中可以发挥其保护作用，方式安全阀在起跳时引起管道振动。第二，应用在调节阀前，这一位置处的应用主要是因为调节阀会在热膨胀作用出现强烈振动，而增加固定支吊架设计可以起到有效保护作用，从而避免位移现象的出现。第三，应用在塔顶向下输送物料的管线中，在这一位置处的应用固定支吊架将成为系统中的首个支吊架，承担整个管道系统的重量，降低塔管口受力情况，保护管道实现稳定运行。

　　1.3 导向支吊架

　　在石油化工中导向支吊架的作用就是可以实现对管道位移方向的的有效控制，能够保证管道实现轴向位移，但不会出现横向位移。另外将导向支架应用在水平管道中可以发挥其导向功能，同时还可以有效发挥其承重的优势[2]。在导向固定支吊架中比较常用的导向支吊架形式有管卡型、光管型、管托型三种。

　　1.4 防振支吊架

　　在石油化工装置管道的运行中，经常会发生振动现象，如果引入防振支吊架可以有效缓解安全阀所产生的反力、水击、地震等情况，同时还可以实现对复式机泵进出口管道产生的振动实现有效控制。

2 石油化工管道支吊架的用途

管道支吊架按其用途可分为承重管架、限制性管架和减振管架三大类。对这三类管架的用途作如下简单的介绍。承重管架：承受管道荷载（包括管道自身荷载、隔热或隔声机构荷载和介质荷载等）；限制性管架：用于限制、控制和约束管道在任一方向的变形；减振管架：用于限制或缓和往复式机泵进出口管道和由地震、风压、水击、安全阀排出反力等引起的管道振动[3]。

　　2.1 承重管架详细分类及用途

　　承重管架按其用途可分为：刚性架、可调刚性架、可变弹簧架、恒力弹簧架。对这四类管架的用途作如下简单的介绍。刚性架：用于无垂直位移的场合；可调刚性架：用于无垂直位移，但要求安装误差严格的场合；可变弹簧架：用于有少量垂直位移的场合；恒力弹簧架：用于垂直位移较大或要求支吊点的荷载变化不能太大的场合。

　　2.2 限制性管架详细分类及用途

　　限制性管架按其用途可分为：固定架、限位架、轴向限位架、导向架。对这四类管架的用途作如下简单的介绍。固定架：用于固定点处不允许有线位移和角位移的场合；限位架：用于限制管道任一方向线位移的场合；轴向限位架：用于限位点处需要限制管道轴向位移的场合；导向架：用于允许有管道轴向位移，但不允许有横向位移的场合。

　　2.3 减振管架详细分类及用途

　　减振管架按其用途可分为：一般减振架、弹簧减振器、油压减振器。对这三类管架的用途作如下简单的介绍。一般减振架：用于需要减振的场合；弹簧减振器：用于需要弹簧减振的场合；油压减振器：用于需要油压减振的场合。

3石油化工管道支吊架的设置

　　3.1合理、正确的选用管道支吊架对装置的安全运行起着非常重要的作用。选择管道支吊架应遵循以下原则：

　　（1）按照支承点所承受的荷载大小和方向、管道的位移情况、操作温度、是否保温、管道的材质和安装空间等选用合适的支吊架。

　　（2）在对管道支吊架进行设计的时候，应尽可能地选用标准管卡、管托和管吊等。

　　（3）焊接型的管托、管吊比卡箍型的管托、管吊节省钢材，且制作简单，施工方便，因此应尽量采用焊接型的管托和管吊。但以下情况除外：

　　①管内介质温度等于或大于400℃的钢管管道。

　　②低温管道和合金钢管道。

　　③生产中需要经常拆卸的管道和架空布置且不易施工焊接的管道。

　　3.2选择支吊架不仅仅要明确支吊架的设置位置，还应全面的考虑这样的设置是否合理、可行以及实际安装过程中的成本等[4]。笔者认为石油化工管道支吊架的设置应该考虑到以下几点：

　　（1）石油化工管道承重支吊架的间距应满足管道最大允许跨距的要求。

　　（2）当管道负重比较集中时，应该在这个区域设置支吊架，以减少集中荷载对管道带来的影响。

　　（3）可以利用已有建筑物的梁或者柱进行管道的支撑，但需经过相关专业的核算。

　　（4）在转动机器附近的管道处应设置支吊架，以防止机器管口承受过大的荷载。

　　（5）往复式压缩机的吸入或排出管道以及其他有强烈振动的管道，宜单独设置支架（支架生根于地面的管敦或管架上），以免将振动传递到建筑物上；

　　（6）管道支吊架的设置位置还要为以后的维护和维修考虑，应留出足够的空间。经常需要维修和维护的管道可以使用卡箍型管托，而不是焊接型管托。

　　（7）管道支吊架应设在弯管和大直径三通式分支管附近

　　（8）安全阀泄压装置出口管道应设刚性支架。

　　（9）考虑管道工作温度对管道的影响。比如在一些低温地区进行管道建设时，可以在支吊架和管道之间放置隔冷块，降低低温对管道和支吊架结构的影响。

　　（10）对于复杂管系，应根据应力计算结果设置或调整支吊架的位置。

 结束语

　　石油化工装置管道支吊架的应用提高系统运行安全性和稳定性，是提高管道设计质量的基础，对于石油化工企业而言，良好的管道支吊架设计可以有效降低工程成本。在石油化工企业快速发展环境下，对管道装置提出更高的要求，以此加强对管道支吊架设计的研究可以提供更加安全可靠的设计方案，对推动石油化工企业实现长远发展提供保障。

　　参考文献：

　 [1]张德姜，王怀义，刘绍叶主编.石油化工装置工艺管道安装设计手册[M] （第四版）.北京：中国石化出版社，2009

[2]刘辉.管道支吊架的选用及设置[J].化工设计，2004，14（5），23-25

　　[3]张利，李岩，魏涛.石化管道应力分析及支吊架设计综述[J].化工设计通讯，2009，35（1），36-39

[4] 范德新，毕传福. 浅谈石油化工管道支吊架的选用及设置[J].价值工程. 2011（06）