管道布置中管道支架的选用及安装

白喜权

（山西省安装集团股份有限公司，山西太原 030032）

0 引言

因为管道自身热胀冷缩，振动等原因，对管道自身安全性产生了一定的影响。对管道合理进行选用，合理对管道支架进行设计，这对提升管道安全性有积极性的作用。管道支架的种类非常多，并且材料可供选择的范围多，科学合理对其进行选择能够达到节约材料，节约建造成本的目的，尤其是针对一些振动性相对较大，热涨冷缩现象显著的管道，对其科学合理进行选择尤其重要。

1 管道支架柱的布置

为了确保道路的安全通行，管道支架外边缘和道路最小水平距离不能够低于1.0cm。二是管道支架和附近建筑物最小水平净距离管道支架和附近建筑物最小水平净距离，在避开建筑物的同时，有门窗的墙壁或者是凸出来的外边是3m，没有门窗的墙壁或者是突出部分外边是1.5m。三是管道支架和地面上建筑物、障碍物之间的立体交叉问题。当管道支架听过烟道，筛分间转运站或者是管道支架之间发生交叉碰撞的整个过程之中，必须要和有关工艺进行协商并有效解决。为这一类问题进行有效解决，可通过按比例绘制断面图，抓住有关位置控制点，相应降低这一范围内的管道支架标高。

由于工业建筑当中，多个专业施工设计并不是同步完成，且不同类型基础的尺寸大小跟埋深也不一样，为此经常会看见地下管道和管道支架的碰撞情况发生。为了对这一类型问题有效进行解决，可以在不影响地下或者是地上管道走向的基础之上，适当对支架柱位置进行调节，与地下管道错开。二是地下管道位于支架柱基础的下放或者是周边的时候，在采取调整支架位置的时候，也要对支架柱的基础进行埋深处理，让地下管道从基础顶的上方经过，或者让支架柱基础底标高和地下管道底标高齐平，适当对支架柱的基础形状进行改变。如把方形基础改变成为长方形的基础，促使地下管道从基础通过。

2 管道支架的分类及其定义

依照支架的作用可以分为3个大类：承重架、限制性支架以及减振架。

2.1 承重架

用于承受管道自身重力和其他垂直向下载荷的支吊架。①滑动架。在支撑点下方支撑的托架，除了垂直方向的支撑力以及水平方向的摩擦力之外，没有其他任何的阻力。②弹簧架。包括恒力弹簧架跟可变弹簧架两种类别。③刚性吊架。在支撑点上方通过悬吊的形式去承受来自于管道自身的重力，以及其他垂直向下的载荷力，吊杆是一种受拉的状态。④滚动支架。使用滚筒支撑，摩擦力相对小一些。

2.2 限制性支架

用以来组织，限制或者是控制管道系统热位移的一种支架。①导向架。让管道只可以朝着轴向进行一定的一种支架，并且避免因为管道弯曲或者是扭矩而产生的旋转。②限位架。其主要作用就是限制线的位移。在所制约的轴线方面，最少会有一个方向遭受到制约。③定值限位架。在任意一轴线之上，对管道位移进行限制，直至所要求的数值，这就是我们所说的定值限位架。④固定架。对管道的所有位移进行有效限制。

2.3 减震器

用来控制或者是减少除了重力以及热膨胀效应之外的全部的力作用所产生的管道振动支架。减震器有3种类别，分别是弹簧、油压、机械。

3 影响支架位移的几个因素

热力管道在安装的整个过程之中会涉及非常多的管道元件，其中影响到支架位移量的有5种：膨胀弯、固定支架、导向支架、滑动支架、金属的热膨胀。

3.1 膨胀弯

正常的热力管道在整个安装过程之中都设置有大量的膨胀弯，膨胀弯设置主要就是为了对管道受热整个过程之中的膨胀量进行吸收，其设置在管道应力计算的时候必须要统一对其进行考虑分析。具体而言，膨胀弯的设置在直管段30m到50m左右最合适，太小就浪费材料，施工成本也会增加，还会引发压力及温度上的损失，太大则支架位移量较大，容易导致支架受力较大及滑落。

3.2 固定支架

固定支架施工是热力管道在安装过程之中的关键，如果设置不合理或者是施工过程中遗漏就会埋下安全隐患。固定支架的作用主要就是把管道膨胀量分段进行控制，防止整段管道的膨胀量集中在一起，其和膨胀弯都不能够缺少，共同对管道热位移进行科学合理的控制。在管道投入使用之前，一定要严格对固定支架的设置进行检查，查看是否严格按照相关要求进行安装和固定，不然就会使得管支架整体出现滑落的情况，引发安全事故。

3.3 导向支架

导向直接主要就是对管道位移的方向进行有效的控制，一般情况下都是在蒸汽管道进汽轮机前的一段管道上使用比较多一些，用以对管道进行控制，向指定的方向膨胀，防止机组和管道间产生太大的应力，引起机组的振动过大。

3.4 滑动支架

滑动支架主要就是用来对管道重量进行支撑，并且伴随着管道的膨胀进行自由运动。支架预偏移量的控制就是针对滑动支架，其伴随管道进行移动18，一旦位移量太大，就会使得支架从管廊上滑落，引发事故。

3.5 金属的热膨胀

管道支架位移主要就是遭受到了热膨胀带来的影响，不同材质管道在不同温度下其热膨胀系数也不同，为此热膨胀量也有所不同。通过热力管道的线膨胀系数能够对管道以及支架在不同温度之下的大致位移量进行有效计算。集中常见的热力管道线膨胀系数见表1。

表1 常用航材平均线膨胀系数

4 管道支架的选择原则

4.1 管道支架位置的确定

配管设计人员在管道布置的整个过程之中，必须要同时对支架位置以及设置的各方面是否具备合理性进行充分考虑以及分析。这同时也是管道和支架设计人员共同所要求的。管道支架位置确定需要考虑的因素主要有以下8个方面。

（1）承重架的距离不能够比支架最大间距大，有压力脉动的管道必须要依照要求的管道固有频率对支架的间距进行决定，防止共振发生。

（2）尽可能运用已经有的土建结构构件进行支撑，以及在管廊的梁柱上进行支撑，结合a的间距对其进行考虑并分析。

（3）做柔性分析的管道，支架的位置按照实际的分析情况决定，并且将支撑的可能性进行考虑和分析。

（4）在垂直管位置弯头周围，或者是垂直段重心以上做承重架，垂直段长的时候，可以在下面增加设置导向架。

（5）在集中载荷大的管道组成周围对承重架进行有效的设置。

（6）尽可让设备接口受力减小。例如支架靠近接口，对接口并不会产生比较大的热胀弯矩。

（7）为了后期的维修尽可能方便快捷，在对管道进行拆卸的整个过程中，最好不要做临时支架。

（8）支架的位置以及类型必须要尽可能减少作用力对被生根部件会产生的负面影响。

4.2 滑动架

导向架是让管道只可以朝着轴向进行移动的一种支架，并且阻止因为弯矩或者是扭矩而导致的旋转。因为结构的因素，经常会出现限制侧向线位移的作用。导向架就是在滑动架基础之上，对管道方向束缚进行了一定的增加，避免管线侧向位移等情况的出现。导向架一般设置在应力管线上，通过应力专业对应力的管径进行科学合理计算之后才能够给出。但是在日常配管过程之中，以下4个方面我们应当自信对导向架进行有效设置。

（1）在输送材料的管廊上，尤其是长距离输送时，如果没有对膨胀弯进行设置，在设置两个滑动架以后就必须要设置一个导向架，通过这一个导向架限制其发生横向位移的可能。

（2）管廊上管道方向有所改变以后，必须要在对应位置上对导向架进行有效设置。

（3）由塔顶输送下来的物料管线，第一个支架之后的支架都必须要设置为立管上的导向架。支架必须要设置成为四个方向的导向架，避免管道因为风荷载引发的摇晃。

（4）调节阀出口的第一个支架必须要设置成为导向架。

4.3 固定架

固定架是不允许支撑点存在三个轴线的全部位移或者是角位移的支架。固定架是保护性的支架，大部分情况下都强制设置成为固定性的支架。其主要的目的就是降低管道发生震动等可能性概率。一般情况下，以下几种情况固定架一直要设置。①在长距离输送的管廊当中，针对那一些有膨胀弯的管线而言，两个膨胀弯一定要具备最少一个固定架。其主要的目的就是为了让两个固定架之间的管道应力可以全部消失在膨胀弯上。②塔顶输送下来的管线，第一个支架必须要设置成为固定架，其作用就是为了管口的受力情况进行缓解。支架必须要设置在分头焊缝下方大于500mm的位置。③调节阀前必须要设置一个固定架，其设置的主要目的就是为了避免调节阀因为前后的压力，温度等不同而引发的振动情况发生。

5 管道支座的选择

管道支座主要分成固定支座、滑动以及滚动支座3种。管道固定支座用在固定支架上。因为管道的纵向水平推力相对较大的因素，需要通过固定支座传递到固定的支架上，为此一般使用管道和管托进行焊接，管托跟支架柱顶部埋件焊接的连接方式。与此同时，为了确保顶部埋件受力安全可靠，经常在顶部埋件下方设置抗剪的连接件。

管道滑动支座跟滚动支座使用在活动支架上，活动支架主要就是承受管道自身的垂直载荷力以及水平摩擦力。为了将水平的摩擦力尽可能降低，之前使用低摩擦写书的滚动支座开展工作。因为滚动支座滚轴在使用的过程之中会出现锈化的可能性，影响滚轴滚动，摩擦效果也会受到一定的影响。为此，现阶段很少会使用滚动支座开展工作。

为了对滚动支座出现的问题进行针对性的解决，并且同时达到滚动支座低摩擦系数的效果。现阶段进行使用聚四氟已烯滑动支座，也就是指在钢板之间的滑动面上涂上聚四氟乙烯材料。因为这一材料自身摩擦系数不高，且承载能力出色，其滑动支座滑动摩擦系数能够控制在0.10以下，使用寿命以及低摩擦效果都具有优势。

6 管道支架安装质量通病与防治

（1）支架间距太小或者是太大。

预防：安装单位技术部门一定要住处支架布置方案，安装过程中重视检查工作。

（2）活动支架安装没有预留偏移量。

预防：认真对管道的热膨胀情况展开研究以及分析，对各个支架处的热膨胀量进行分析，设计过程中不能够遗漏对这一问题的考虑分析，在图纸会审跟编制施工方案的整个过程之中也要分析因为热膨胀而引发的位移情况，必要的时候要给出预留偏移量的指令，并且认真对其进行落实。

（3）束架构造或或者是材料的实际规格与相关要求不吻合。

预防：设计必须要制定所选用的支架图纸或者是提供支架标准图；相关施工单位中的技术部门一定要在施工方案过程中选用支架构造跟支架规格表，并且标明使用的位置，要经技术主管审批同意才可以遵照安装；质检部门必须要对质量严格进行把关。

（4）其他：如支架的定位线和管道定位线无法重合；焊缝过宽，高度不足，双面焊变成了单面焊；螺丝连接的时候螺口外露太少，应该当垫片的位置不放垫片等。只要在暗转之前将交底工作落实到位，在安装的整个过程中一直坚持自检自查的良好习惯，这一些通病都能够有效克服。

7 结语

在管道布置的整个过程之中，管架是非常关键的组成部分，是和管道紧密联系的结构部分。管架如果在选用以及安装过程之中存在不合理的情况，管系有可能就会遭受到破坏。面对此种基本情况，管道直接的正确设置是装置安装运行的重要保障。