1、管架设计培训提纲1. 管道支架的分类及定义按支架的作用分为三大类；承重架、限制性支架和减振架。3.1 承重架：用来承受管道的重力及其它垂直向下荷载的支吊架。a) 滑动架：在支承点的下方支撑的托架，除垂直方向支撑力及水平方向摩擦力以外，没有其他任何阻力。(P138, P158178)b) 弹簧架：包括恒力弹簧架和可变弹簧架。(P209210)c) 刚性吊架：在支承点的上方以悬吊的方式承受管道的重力及其他垂直向下的荷载，吊杆处于受拉状态。(P208)d) 滚动支架：采用滚筒支承，摩擦力较小。3.2 限制性支架：用来阻止、限制或控制管道系统热位移的支架。a) 导向架：使管道只能沿轴向移动的支架，并阻
2、止因弯矩或扭矩引起的旋转。(P5153, P6264, P6568, P7470, P91101, P108112保冷)）b) 限位架：限位架的作用是限制线位移。在所限制的轴线上，至少有一个方向被限制。(Worley PSS: Page 29, c) 定值限位架：在任何一个轴线上限制管道的位移至所要求的数值，称为定值限位架。d) 固定架：不允许支承点有三个轴线的全部位移和角位移。（P5357, P65, P6973, P113118）3.3 减振架：用来控制或减小除重力和热膨胀作用以外的任何力(如物料冲击、机械振动、风力及地震等外部荷载)的作用所产生的管道振动的支架。减振架有弹簧及油压两种类型
3、。3.4 管架图例 ：Parsons E&C Pipe Support Standard 4045序号 大 分 类 小 分 类 用 途1 承重管架 (1)刚性支吊架 用于无垂直位移的场合；(2)可调刚性支吊架 用于无垂直位移，但安装误差要求严格的场合；(3)可变弹簧支吊架 用于有少量垂直位移的场合；(4)恒力弹簧架 用于垂直位移较大或要求支吊点的荷载变化率不能太大的场合；2 限制性管架 (5)固定架 用于固定点处，不允许有线位移和角位移的场合；(6)限位架 用于限制任一方向线位移的场合；(7)轴向限位架 用于限制管道轴向线位移的场合；(8)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
4、合3 减振支架 (9)减振器 用于限制或缓和管道振动(10)阻尼器 用于限制或缓和管道振动2. 管道支架的间距管道支架间距系指管道的跨度。管道自重产生的应力与支架的间距有关，支架必须布置成不大于允许的管道支架间距（最大支架间距）。一般管道的最大支架间距是按强度条件及刚度条件计算决定，取其最小值。管道支架的设置可使复杂走向的管道形成分段，常见的几种典型的形式：单跨梁，多跨连续梁，L 型弯管，U 型弯管等。2.1 水平管道的最大支架间距(见附表一和附表二)：Parsons E&C Pipe Support Standard 25 P28在装置内的管道推荐挠度值15mm。对于在装置外的管道挠度值38
5、mm。2.2 垂直管道的最大支架间距：大致可按不保温管充水的水平管道支架间距进行圆整。2.3 一般导向支架的最大间距a) 水平管路导向架的间距（可按 2 倍水平管道的最大支架间距考虑）：b) 垂直管路导向架的间距(见附表三)：2.4 L 型弯管支架的最大间距附表一 装置内钢管最大支架间距表装置内系列钢管最大支架间距(m)装置内系列钢管最大支架间距(m)公称直径DN 无保温 保温容重 =150Kg/m3 公称直径DNmm 无保温保温容重 =150Kg/m3气体管常温 液体管常温 气体管 液体管 气体管常温 液体管常温 气体管 液体管A B 350 350 350 3501520251/23/41
6、 3.54.04.5 3.43.84.3 2.93.44.0 2.83.33.8 152025 3.23.94.4 3.13.74.2 2.53.23.8 2.53.23.73240501 1/41 1/22 5.15.56.2 4.85.15.7 4.44.95.6 4.34.65.4 324050 4.85.36.0 4.64.95.5 4.24.65.4 4.14.55.1(65)65801002 1/22 1/234 6.86.97.58.5 6.36.46.97.7 6.36.47.08.1 6.06.16.67.6 6580100 7.07.68.4 6.36.77.3 6.36.
7、77.5 6.06.37.0125150200568 9.510.512.0 8.49.210.2 9.09.911.3 8.39.110.2 125150200 9.410.212.0 7.98.610.0 8.39.211.2 7.58.310.1250300350101214 13.414.615.3 11.312.212.8 12.714.014.9 11.312.313.1 250300350 13.414.715.9 11.111.812.5 12.613.814.9 11.111.912.640045050060016182024 16.417.418.420.2 13.514.
8、114.615.5 15.916.917.919.8 13.814.415.116.1 400450500600 16.917.918.820.5 13.313.814.615.7 16.017.018.120.0 13.514.215.016.3注：计算挠度值为 15mm.附表二 装置外管道最大支架间距装置外管道最大支架间距(m)系列钢管 系列钢管DN无保温 保温容重 230Kg/m3 DNmm 无保温 保温容重 230Kg/m3气体管 液体管 气体管 液体管气体管 液体管 气体管350液体管350A B 350 350 1520251/23/41 4.55.15.7 4.34.85.4 2
9、.83.54.3 2.83.34.0 152025 4.04.95.5 3.94.75.3 2.43.34.1 2.43.24.03240501 1/41 1/22 6.56.97.8 6.16.57.2 4.85.36.3 4.54.95.8 324050 6.16.77.6 5.86.26.9 4.45.05.9 4.14.75.4(65)65801002 1/22 1/234 8.68.89.510.8 7.98.18.79.8 7.17.37.99.2 6.56.67.28.4 6580100 8.89.610.6 7.98.59.2 7.07.48.5 6.36.67.2125150
10、200568 12.013.215.1 10.611.612.9 10.211.312.9 9.09.910.8 125150200 11.812.915.2 10.010.812.6 9.310.312.7 7.78.410.3250300350101214 16.918.519.3 14.215.416.2 14.616.017.0 12.013.013.9 250300350 16.918.520.0 14.014.915.7 14.415.617.0 11.512.112.7400450500600 16182024 20.722.023.225.5 17.017.718.419.6
11、18.019.220.322.4 14.414.915.416.1 400450500600 21.322.623.825.9 16.717.518.419.8 18.219.420.622.8 13.614.115.016.3注：计算挠度值为 38mm.附表三 垂直管线导向间距表DN（Inch） H Max. Span（m）WATER WATER+INSUL1 4 31 1/2 4.5 3.52 5.5 4.53 6.5 5.54 7.5 65 8.0 6.56 9.0 7.08 10.0 8.010 11.0 9.012 12.0 10.014 12.5 10.016 13.0 10.01
12、8 13.5 11.020 14.0 12.024 15.0 13.03. 确定管道支架位置的要点3.1 承重架距离应不大于支架的最大间距。3.2 尽量利用已有的土建结构的构件支承，及在管廊的梁柱上支承。3.3 在垂直管段弯头附近，或在垂直段重心以上做承重架，垂直段长时，可在下部增设导向架。3.4 在集中荷载大的管道组成件附近设承重架。3.5 尽量使设备接口的受力减小。如支架靠近接口，对接口不会产生较大的热胀弯矩。3.6 考虑维修方便，使拆卸管段时最好不需做临时支架。3.7 支架的位置及类型应尽量减小作用力对被生根部件的不良影响3.8 管道支吊架应设在弯管和大直径三通式分支管附近3.9 对于需
13、要作详细应力计算的管道，应根据应力计算结果设计管架3.10 在敏感的设备(泵、压缩机)附近，应设置支架，以防止设备口承受过大的管道荷载3.11 往复式压缩机的吸入或排出管道以及其它有强烈振动的管道，宜单独设置支架，(支架生根于地面的管墩或管架上)，以避免将振动传递到建筑物上3.12 除振动管道外，应尽可能利用建筑物、构筑物的梁柱作为支架的生根点，且应考虑生根点所能承受的荷载，生根点的构造应能满足生根件的要求3.13 管道支吊架应设在不妨碍管道与设备的连接和检修的部位3.14 两点确定一条直线，三点确定一个平面(力学原理)4. 管道布置过程中对支架位置的考虑4.1 管道走向首先要满足安全生产、工
14、艺要求，操作方便，安装维修方便；4.2 管道尽量集中布置，如成排布置，便于做联合支架，尽量减少分散独立设置的柱式架。同时达到整齐美观。4.3 管道布置应靠近可能作支架的点，如靠近为其它目的的做的构筑物，沿建筑物的墙、柱。或沿平台下敷设，以便利用梁和柱来支承。4.4 管道成组布置时，各管道的被支承面应取齐，即水平管管托底面和不保温管的管底应取齐，竖直管管托底面和不保温管的管底应侧齐, 以便设计支架。4.5 采用弹簧支座或吊架时，管道与生根构件之间应有足够的空间。5. 管道支吊架选用的原则：5.1 在选用管道支吊架时，应按照支承点所承受的荷载大小和方向、管道的位移情况、工作温度、是否保温或保冷、管
15、道的材质等条件选用适合的支吊架；5.2 设计管道支吊架时，应尽可能选用标准管卡、管托和管吊；5.3 焊接型的管托、管吊比卡箍型的管托、管吊省钢材，且制作简单，施工方便。因此，除下列情况外，应尽量采用焊接型的管托和管吊：a) 管内介质温度等于或大于 400 的碳素钢材质的管道；b) 低温管道；c) 合金钢材质的管道；d) 生产中需要经常拆卸检修的管道；e) 架空敷设且不易施工焊接的管道；f) 非金属衬里管道；5.4 为防止管道过大的横向位移和可能承受的冲击荷载，一般在下列位置设置导向管托，以保证管道只沿着轴向位移：a) 安全阀出口的高速放空管道和可能产生振动的两相流管道；b) 横向位移过大可能影
16、响邻近管道时；固定支架之间的距离过长，可能产生横向不稳定时；c) 为防止法兰和活接头泄漏要求管道不宜有过大的横向位移时；5.5 当架空敷设的管道热胀量超过 100mm 时，应选用加长管托，以免管托滑到管架梁下；5.6 凡支架生根在需整体热处理的设备上时，应向设备专业提出所用垫板的条件；5.7 对于荷载较大的支架位置要事先与有关专业设计人联系，并提出支架位置、标高和载荷情况；5.8 凡需要限制管道位移量时，应考虑设置限位架。6. 管道固定点的设置应满足下列要求：6.1 对于复杂管道可用固定点将其划分成几个形状较为简单的管段，如 L 形管段、U 形管段、Z 形管段等以便进行分析计算；6.2 确定管
17、道固定点位置时，使其有利于两固定点间管段的自然补偿；6.3 选用 形补偿器时，宜将其设置在两固定点的中部；6.4 固定点宜靠近需要限制分支管位移的地方；6.5 固定点应设置在需要承受管道振动、冲击荷载或需要限制管道多方向位移的地方；6.6 作用于管道中固定点的荷载，应考虑其两侧各滑动支架的摩擦反力；6.7 进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点。7. 管道支架生根的结构型式7.1 在设备（VESSEL）上生根：Parsons E&C Pipe Support Standard 190在设计从设备上生根的支架时，要求在设备上预焊生根件。如果现场安装支架在设备壁上直接焊接
18、，许多设备需要重新检验，且拖延施工进度。焊后残余应力会影响设备的防腐能力和机械性能。对于非金属衬里的设备，现场焊接会损坏内衬如橡胶、塑料、玻璃等。对容器类设备的管口、设备上的生根件(包括管道支架预焊件、平台预焊件及保温(冷)的预焊件等)都确定下来，把条件及资料送交设备制造厂，这对于提前制造设备是十分有利的。越是复杂的及制造周期长的设备，越需提前提出条件。在设计中，应将生根件(预焊件)的位置、荷载(力及力矩)、预焊件的尺寸或标准等提供给设备设计者，以满足支架设计的要求。7.2 在混凝土（CONCRETE）结构上生根通常采用的方法有：预埋钢板或型钢或套管、在混凝土结构上钻孔后用膨胀螺栓固定等。7.
19、3 在墙上（WALL）生根墙上预留孔、砌预制块(带有预埋钢板)，以及采用膨胀螺栓固定等。7.4 在地面/基础（FOUNDATION）上生根7.5 在钢结构/大管上（STEEL）生根8. 做管架设计必须的资料(二维设计):1) 标准架图册2) 零部件图册3) 通用架图册(典型架图册)4) 管架表5) 配管图6) 管道最大跨距表7) 管道材料等级表8) 管子壁厚及管重表9) 管道保温厚度表10) 相关的土建结构及建筑图11) 相关的设备图12) 土建基础（地墩）条件及埋板条件表13) 设备贴板或生根件条件表14) 所用型钢表(角钢、槽钢、工字钢及钢板厚度表)15) 工艺管线表16) 应力分析管线轴
20、测图(带有管架约束形式)17) 管道机械计算咨询手册9. 管架设计基本概念：9.1 管架设计基本规定：1) 泵、压缩机等动设备要设可调支架2) 保温 T75mm 托高 H100mm 75T125mm H=150mm保冷 T50mm 托高 H50mm 50T100mm H=100mm3) 地面基础高出地面 100mm4) 高2500mm 支架，提交土建结构专业设计5) 荷载1000Kg，要提给土建专业设计条件9.2 管架设计简要程序：1) 结合结构、建筑、设备条件、研究配管图；2) 查询考虑管架约束点及型式3) 在配管图上先标明管架约束型式和生根（如 AS，RF 等）4) 校核通过后再做管架表5
21、) 所有管架都是金属（原则上），因而生根部位需有可焊型钢，所以需要首先研究土建、设备上的支架，整理条件，提交相关专业。6) 填通用架详图及画特殊架7) MTO 和设计说明9.3 注意事项：1) 和配管焊接时，注意材料一致性及可焊性2) 注意焊缝位置3) 管架基础注意躲地沟及设备基础4) 注意生根部位的强弱5) 尽量不把弯矩传给结构及设备6) 充分发挥想象力及利用力学知识，如杠杆原理、压杆失稳等7) 支架的可行性，宁用 2 个标准（通用）架，不用一个特殊架8) 管架在配管图上的连续性9.4 管架设计公式：1) 计算位移 L=L*（T2-T1） ：线胀系数；T2：设计温度；T1：安装温度2) 计算
22、应力 =M/W M：弯矩（KG*CM） W：断面系数：（CM） 10. 管架设计举例(结合应力分析)1) 管廊上管线 型弯的确定及其管架设计2) 泵进出口管线的典型配管及管支架3) 沿塔管线的配管及管支架11. 管架设计与应力分析和配管设计的关系1) 管架设计是应力分析的基础2) 配管设计就是管架设计3) 应力分析决定配管设计附件 2 设备管口承载能力表（仅供参考）DN(N) P(N) TL(N) TC(N) ML(NM) MC(NM) MT(NM)3” 1500 1500 1500 600 600 6004” 2100 2100 2100 1100 1100 11006” 4600 4600
23、 4600 3400 3400 34008” 6000 6000 6000 5700 5700 570010” 7600 7600 7600 6900 6900 690012” 9200 9200 9200 8000 8000 800014” 10800 10800 10800 9200 9200 920016” 14600 14600 14600 11300 11300 1130018” 18500 18500 18500 13500 13500 1350020” 22300 22300 22300 15600 15600 1560024” 30000 30000 30000 20000 2
24、0000 20000注： 1.该表依据设备半径 R=1000mm,壁厚 t=10mm 得出。若不同，则加修正系数3 若为压力容器，则取表列值的 75。 本文为 fisherxing 所发布,与海川化工论坛立场无关,仅供个人学习参考之用,未经同意 请勿转载 如发布人侵犯了您的版权,请联系管理员进行删除 引用 使用道具 报告 评分 回复 TOP fisherxing 4 楼 海川工程师UID44154 帖子342 积分394 威望0 点 财富120 ￥ 魅力390 点 贡献0 点 专业海上施工，美标管线 阅读权限150 在线时间264 小时 最后登录2008-4-18 个人空间 发短消息 加为好友 当前离线 大 中 小 发表于 2007-10-13 17:05只看该作者
