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整定式弹簧支吊架有两大系列,主要是由西北电力设计院设计的T1、T2、T3、T4、T5型和华东电力设计院设计的TH1、TH2、TH3型,两系列的基本特性相同,广泛用于电力、冶金、化工、石油、纺织等工业,在运行中产生热位移的管道系统及其设备装置。
常温的管道可采用固定支架,对于有热胀的管道,应根据柔性分析的要求,将一个架设置成固定支架,另一个架设置成滑动支架或导向支架。如果阀组很长,仅在阀组两端支撑,会使阀组中间下垂较大,应在中间增加一个支架,中间支架采用可调式支架,以便安装。中间架也可设置成固定架,热胀时向两端位移。
支架间距尤其是水平管道的承重支架间距不得**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**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**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。
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。
弹簧支吊架的设置安装应该符合以下规定: 1.靠近设备管口宜设置支吊架;2.在靠近阀门等集中荷载处宜设置支吊架;3.弯管和大直径三通分支的附近宜设置支吊架;4.阀门、法兰、活接头等拆卸管件的附近宜设置支吊架;5.支吊架的设置不应妨碍管道与设备的安装和检修。
弹簧的失效主要有断裂失效和弹力失效,其中断裂失效为常见,其危害也。实践表明,绝大多数弹簧的疲劳失效是由于高应力造成的,而高应力是弹簧承受高荷载和大变形的必然结果。因此,在管道设计时,要力求避免弹簧承受比较大的力或变形过大。如果承载过大,要考虑弹簧并联的方法;变形过大,采用弹簧串联的方法。