可变弹簧支吊架设计注意事项

发布日期：2020-03-09 作者：盐城华天电力设备制造有限公司点击：

弹簧选型时为防止管道在热态和冷态下有较大的荷载转移，通常选择弹簧时有这一规则: 弹簧支吊架要在满足管道冷态荷载和热态荷载，弹簧荷载的变化率不超过 25% 的前提下尽可能选用刚度最小的弹簧［1］。保持弹簧在工作范围内刚度恒定，尽量保证在弹簧允许荷载变形量的 20% ～ 80% 的最佳范围内，对重要管线或者设备管口受力允许的荷载变化率需要按照要求进行设置，一般小于 6% 。

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2 弹簧支吊架设计主要注意事项

2.1 弹簧吊零方法以及给定弹簧荷载的选择管系重量一般采用吊零的方法来进行荷载分配，即按照每个支吊点处管道自重产生的竖直位移为 0 的条件进行荷重的分配，这样可以保证管道重量分配比较均匀。工程中对弹簧的选型一般有冷态吊零和热态吊零两种方式，热态吊零是弹簧支吊架在热态时承受冷态时管系分配的重量，冷态时弹簧荷载与管道自重是不匹配的，存在冷态位移和力矩; 冷态吊零是弹簧支吊架在冷态时承受管系分配的重量，冷态时管道重量分配均匀，有利于管道的安装，热态时由于位移的作用导致荷载分配不均。一般工程上管道是长期处于操作状态，我们一般采用热态吊零。冷态吊零和热态吊零主要区别。

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考虑选弹簧经济性时，位移向上时按冷态吊零选弹簧是合理的，位移向下时，按热态吊零选弹簧是合理的。当支架跨距很大且不一致或者存在集中荷载时，容易造成个别支吊架脱空; 或者在设备管口附近的弹簧支吊架，为避免设备管口受力过大，需要弹簧支吊架承受更多的重量; 或者管道某一个刚性支架载荷过大，需要弹簧支吊架分担一部分荷载等，此时吊零分配荷载不再适用，需要给定弹簧荷载来分担其他支架或者设备管口受力，更有利于管系。

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2.2 多工况选弹簧设计

弹簧设计过程中常会遇到复杂工况，例如再生塔的一开一备工况，蒸汽吹扫工况，高温低温循环工况等。例如某装置管道一开一备工况，还存在一个低温工况,，只有按 OPE1 工况( 最大位移) 下选出的弹簧荷载变化率15.4% 以及弹簧行程满足各个工况的要求，根据其他工况选出的弹簧，在 OPE1 工况是脱空的，会造成较大的荷载转移，热态下一次应力超标。因此在应力分析过程中缺少了对某一工况的模拟，选出的弹簧可能只适用于某个工况，而不适用于其他工况。一般情况下我们采用"最大位移" 原则来选弹簧，如果我们采用正常操作工况下选弹簧，其他工况的位移、荷载在弹簧表中忽略掉，只能在分析报告中确认在其他工况下是否满足弹簧行程和荷载变化率，极易造成弹簧选型错误。因此需要分析者根据实际情况选择合适的工况或者最大位移工况作为选择弹簧的依据。