計(jì)算誤差主要表現(xiàn)為管道支吊點(diǎn)荷載與位移計(jì)算不夠準(zhǔn)確。
管道支吊架承受的荷載分為3類:
(1)永久荷載,包括管子、閥門、管件、保溫層及支吊架零部件的重力荷載;
(2)變化荷載,包括輸送介質(zhì)的重力荷載、室外管道的風(fēng)雪荷載、管道振動(dòng)荷載等;
(3)偶然荷載,包括管內(nèi)流體動(dòng)量瞬時(shí)突變(如水錘、汽錘)引起的瞬態(tài)作用力、流體排放產(chǎn)生的反作用力及地震引起的荷載等。
管道理論計(jì)算較復(fù)雜,對(duì)于早期投產(chǎn)的機(jī)組,管道應(yīng)力都是采用手工計(jì)算,計(jì)算方法不很完善,且難以進(jìn)行管道動(dòng)力特性(如管道振動(dòng)荷載、偶然荷載等)和多分支管道的計(jì)算,計(jì)算結(jié)果精度很低,造成早期管道支吊架實(shí)際參數(shù)與理論值差異較大。目前管道應(yīng)力計(jì)算均采用計(jì)算程序,計(jì)算精度和準(zhǔn)確性已有大幅度提高,但由于計(jì)算程序本身也存在一定局限性,加上計(jì)算輸入?yún)?shù)(如管子、管件的重力荷載等)均為計(jì)算值,與實(shí)際數(shù)值存在偏差,因此計(jì)算結(jié)果依然存在一定誤差。當(dāng)管道支吊點(diǎn)荷載計(jì)算誤差較大時(shí),則難以通過(guò)支吊架自身的荷載調(diào)整來(lái)消除計(jì)算誤差,從而引起支吊架失效;當(dāng)管道支吊點(diǎn)的計(jì)算熱位移小于實(shí)際位移時(shí),支吊架會(huì)達(dá)到行程極限位置而失效。
管道支吊點(diǎn)荷載、位移準(zhǔn)確確定后,管道支吊架布置與選型不當(dāng)也會(huì)引起支吊架失效。如恒力支吊架一般用在位移較大且對(duì)荷載要求基本恒定的位置,而剛性支吊架一般用在垂直位移為0或垂直位移雖不為0但不會(huì)引起管道過(guò)應(yīng)力的位置。當(dāng)在恒力支吊架相鄰的位置布置剛性支吊架且兩種支吊架間距很近時(shí),此布置方式極易引起其中的某一種支吊架失效。又如在選用力矩平衡式恒力支吊架時(shí),當(dāng)根部連接方式采用的是單拉桿或單孔耳板與支承構(gòu)件連接(如選用JB/T8130.1999中的PHB、PHC、LHB、LHC型恒力支吊架)時(shí),則支吊架彈簧套筒軸線會(huì)出現(xiàn)尾部上翹或下垂現(xiàn)象,引起管道支吊架荷載與位移發(fā)生變化。若在實(shí)際工作中管道支吊架彈簧套筒軸線尾部上翹,則支吊點(diǎn)實(shí)際向下位移大于指示位移;若彈簧套簡(jiǎn)軸線尾部下垂,則支吊點(diǎn)實(shí)際向下位移小于指示位移。計(jì)算表明,在恒力支吊架彈簧套筒軸線翹尾轉(zhuǎn)角達(dá)到9。時(shí),支吊架實(shí)際荷載只有安裝調(diào)整時(shí)的83.24 ,欠載率高達(dá)16.76 %。因此,支吊架布置與選型不當(dāng)很容易引起支吊架失效。
設(shè)置管道支吊架應(yīng)注意以下幾種情況:
1、 應(yīng)滿足管道最大允許跨度的要求,有壓力脈動(dòng)的管道;
2、 要按所要求的管道固有頻率來(lái)決定支架間距,避免發(fā)生共振;
3、 有集中荷載時(shí),支架應(yīng)在靠近集中荷載的地方設(shè)置,以減少偏心載荷和彎曲應(yīng)力;
4、 在敏感設(shè)備(泵、壓縮機(jī))附近設(shè)置管道支吊架,以防止設(shè)備嘴子承受過(guò)大的管道荷載;
5、 往復(fù)式壓縮機(jī)的進(jìn)出口管道或者是其它有強(qiáng)烈振動(dòng)的管道,應(yīng)單獨(dú)設(shè)置支架且要落地生根,以避免振動(dòng)傳遞;
6、 除振動(dòng)管道外,應(yīng)盡量利用已建筑物的梁柱作支架的生根點(diǎn),并考慮生根點(diǎn)所能承受的荷載,生根點(diǎn)的構(gòu)造滿足生根件的要求;
7、 要求作更詳細(xì)應(yīng)力分析的管道,其管道支吊架位置根據(jù)分析決定,基于維修方便,管道支吊架應(yīng)設(shè)在不防礙管道與設(shè)備的連接和檢修的部位;
管道的支撐點(diǎn)在直立方向無(wú)位移時(shí)應(yīng)采用剛性支吊架,有位移時(shí)應(yīng)采用可變彈簧支吊架,位移量大時(shí)應(yīng)采用恒力彈簧支吊架;沿直立設(shè)備布置的管道,第一個(gè)管架應(yīng)設(shè)置承重支架,其后應(yīng)分別設(shè)置導(dǎo)向支架。