支吊架在石油化工管道中的合理设计分析

2021-04-11

当代化工研究 2021年1期

（陕西化建工程有限责任公司陕西 710000）

在石油化工管道设计中在进行资料架设计工作之前，相关设计人员要尽可能地加强对现场应用环境和应用现状的调查以及研究，并且加强和现场操作人员之间的沟通以及交流，对支吊架设计方案中的内容进行优化和调整，以提升支吊架稳定性和使用寿命为主来开展日常的设计工作，从而推动我国石油化工行业的良好发展。

1.支吊架在石油化工管道安装中存在的问题分析

在石油化工管道中进行支吊架安装工作时，相关工作人员需要明确在安装过程中很有可能遇到的问题，提出针对性的解决措施，从而保证实际工作的有序进行。在进行石油化工装置管道支架选择和设计时需要综合性的考虑管道支架所能承受的压力和周边的工作环境，防止在管道后续安装的过程中出现位移的情况。

一些工作人员在实际工作的过程中，由于并没有对管道的位移情况进行综合性的考虑，也没有对周边的环境进行全面的分析，这就很容易导致在支吊架安装的过程中出现位置的偏移，严重影响了后续工作的有序进行。相关工作人员在实际工作的过程中，要结合以上这些因素，选择正确的管道支架类型和正确的布置方法，另外在石油化工管道运行的过程中很有可能会出现热胀现象，影响支吊架功能的实现，很容易导致管托发生脱落，所以在实际工作的过程中，相关工作人员要对这些问题进行充分的考虑，在进行管道架空铺设时，需要通过加长管托的铺设方式，对这一问题进行有效的避免。其次在进行管道支吊架设计的过程中，如果要要求管道在生产的过程中进行拆卸和检修的话，那么进行后续的架空铺设焊接是比较困难的，所以为了解决这一情况，需要工作人员选择特殊的管调和管托，另外在后续工作的过程中，很有可能会出现管道发生较大位置的横向位移，所以相关工作人员需要保证管道位移只发生在轴向上，可以设置一些导相管托来保证实际工作的有序进行。

2.解决支吊架在石油化工管道安装中的问题的对策

(1)从支吊架组成看来

首先是附管部件，附管部件和管子是直接连接的，相关设计人员在石油化工管道设计工作中在运用支吊架时，一定要综合性的考虑副管部件和管子材料安装条件的协调性，必要时可以采用直接焊接的方式来进行连接。在选择连接方式时，一定要特别注意连接周边的环境和条件，比如在低温管道中不要进行直接焊接，在生产中需要直接拆卸和检修的高空设备不要进行焊接施工，相关工作人员要综合性的考虑这些问题，提高设计的科学性。其次，在实际工作的过程中在管卡结构连接定要保证管子和管卡之间是有非金属垫层的，当管子处于保温状态时，隔热层不要放在遮挡管卡和中间连接的部分，当水平管子在工作状态下发生一些位移的话，那么相关设计人员要配合支吊架来开展日常的工作。

其次是生根部件，生根部件要结合管道的位置和平面布置的现状来科学合理的开展设计工作，支吊架一般是安装在地面中或者是结构建筑物的设备本体部位中，无论是在哪个部位进行生根要综合性的考虑承载面积和连接方式，相关设计人员要加强对现场资料的搜集以及分析选择正确的位置和正确的连接方式。

最后支吊架的组成是中间连接件，中间连接件在石油化工管道中的过渡作用是比较明显的，被中间连接件所支撑的管子并不会受到一些其他因素的影响，在实际工作的过程中，为了保证中间连接件能够发挥其应有的价值和效果，只需要对材料本身的性能和特性进行深入的分析即可。在实际工作的过程中，普通碳素钢得到了广泛的运用，比如一些中间连接件在高温条件下和支撑管子设备距离较近时，那么为了满足周边高温的要求，在中间连接件中可以设置一些专门的定型材料，并且要符合加工标准的需要以及需求，从而使得支吊架能够在实际中发挥其应有的价值和效果。

(2)荷载转移方面

在实际工作的过程中，管道支吊架要在柔性设计上明确特殊的意义以及实际的工作方法，相关工作人员可以适当的增加管道支架的数量，从而减少石油化工管道的受力。但是在实际工作的过程中，假如从二次应力方面来考虑的话，那么可以从减少管道支架的数量为主，降低二次应力的影响，工作人员需要结合不同的情况，采取不同的方案保证支吊架的顺利安装。另外在实际工作的过程中，还要缓解热推力的影响，防止管道在后续使用的过程中出现形变的问题，在实际设计中要正确地处理一次应力和二次应力之间的关系，防止发生一定的矛盾。相关工作人员要正确的选择管到支架的数量，从而保证实际工作的有序进行。与此同时在石油化工管道中，对于承受力来说，需要考虑外部的承受力和管道内部的自重，将应力控制在合理的范围之内，相关工作人员要结合应力的大小，对支吊架的数量和设置进行有效的调整，工作人员要结合以往的设计经验和专业水平，明确支吊架的数量，运用合适的制造加数量调整和改善应力的分布状态，从而使得各个部分所承受的压力能够实现，有效的均匀。

3.支吊架在石油化工管道中合理设计的策略分析

(1)精准性的确定支吊架的位置

在石油化工管道中在设置支吊架时，相关设计人员一定要结合生产的需求和要求精准性的确定，支吊架的位置不仅可以为后续的设计工作奠定坚实的基础，还有助于提升设计的有效性。在确定支吊架位置时，首先要确定相邻两个管道之间承重支架的距离，假如距离适当的话，不仅可以保证管道的稳定性，还有助于使管道在后续使用的过程中不会由于强度的变化而出现破坏问题的发生。对于水平连续铺设的管道来说，要实现三块连续量作为主要的计算模型，根据管道荷载和刚度条件，对强度条件的校准值进行精准性的计算，从而得出最大允许的跨距。不同管径基本的跨距可以根据相关的材料或者是以往的设计经验而直接的测定和选用，对于末端管道和水平拐弯的管道，要按照基本跨距来确定实际应用中所涉及到的比例数值。在对承重支吊架位置进行确定时，相关设计人员要综合性的考虑荷载部位，在较为敏感的设备附件要放置一些承重支架。在实际设计的过程中，若有较大重量的阀门和设备在水平方向是连接状态的话，那么相关设计人员要靠近嘴子的位置放上承重支架。与此同时，在实际设计的过程中，假如装置是处于检修和改造阶段时，那么要在管道上加上一个阀门，在连接设备时，加上管道的承重支撑，从而保证石油管道的稳定性以及安全性。

在对限位支架位置进行确定时，假如管道的走向是水平的，并且距离较长，相关设计人员要结合管径和水平管道的位置在合适的位置上放置导向型的支架，不允许管道内有位移位置的情况来说，要设置一定数量的导向支架，假如立管长度是比较强的话，再加上外界自然风的影响，很容易导致管道内的振动，管道内出现长期振动的话，那么会使得一些焊口出现破坏的问题，为了避免焊口破坏问题的发生，在实际设计工作中，相关设计人员要结合力管的长度和管径的数值，层次性的设置导向支架，从而对一些敏感的部位和振动频率较高的部位进行有效的控制以及减振。管道在走向改变的情况下，为了改变较大热位移的话，并且很容易和相邻管道发生碰撞时，那么相关设计人员要在更改走向之后设置导向支架。

在对防振支架的位置进行确定时，要保证放置的部位刚好是满足设计要求的，并且尽可能的在地面上进行生根，生根在其他结构上的话，那么很容易由于后期的振动而产生一些不利的影响，在当前时代下随着支吊架的不断发展，防振支架的数量和类型逐渐朝着多样化的方向发展，所以在实际设计的过程中，相关设计人员要在有地振要求的管道中设置防振支架，另外还要在很容易发生水流和水击的位置设置防振支架，最后要在有机械影响下的管道中放置防振支架，从而保证石油化工管道的正常运行。

(2)管道支吊架的结构设计分析

在石油化工管道中进行支吊架设计时，相关设计人员还需要结合实际现状来准确的进行管道支架的结构设计。首先在实际工作的过程中，一些设计人员往往会忽视管道支架垫板的应用。虽然这一部件并不是不可或缺的构件，但是在一些特殊情况下假如没有支架垫板的话，那么会产生非常严重的后果，严重影响了实际生产工作的有序进行。因此在进行实践设计工作中，相关设计人员要在一些敏感的部位合理的放置这一构件。对于支吊架支撑点来说需要承载较大的载荷力，对于大直径和低压管道来说压力是比较大的，所以对于这些部位来说是很有必要设置垫板的。其次在实际工作的过程中，对于直径较大的管道来说，为了防止管道在移动时出现划伤的问题，相关设计人员需要在支撑点处放上垫板，为了提高设计的科学性和有效性，相关设计人员在必要时还可以开展模拟实验，对这一构件的实际使用现状和使用成果进行综合性的分析以及研究，提高设计的有效性。对于高等级的材料来说，主要是为了防止低等级支吊架对管道的伤害，所以相关设计人员要加强对高等材料的认识以及了解，结合设计的要求选择恰当的高等材料。