发布时间 : 星期一 文章管道设计资料-压力管道应力分析更新完毕开始阅读fa5e2b04de80d4d8d15a4f11
L’l = 0.048(EtI/ q)1/4(装置外)
式中
L1、L'1――装置内(外)由刚度条件决定的跨距，m；
Et――管材在设计温度下的弹性模量，MPa；
I――管子扣除腐蚀裕量及负偏差后的断面惯性矩，mm4；
q――每米管道的质量，N/m。
（2）强度条件：
L2 = 0.1([σ] tW/q)1/2(不考虑内压)
L2 = 0.071([σ] tW/q)1/2 (考虑内压) 式中
[σ]――管材在设计温度下的许用应力，MPa；
W――管子扣除腐蚀裕量及负偏差后的抗弯断面模数，mm3。
I和W分别按以下二式计算：
I =π（Do4-Di4）/64
W =π（Do4-Di4）/32Do
式中Di――管道内径，mm；
Do――管道外径，mm。
2.管道支吊架的形式：
管道支吊架的用途为：
1) 承受管道的重量荷载(包括自重、介质重和隔热材科重等)；
2) 限制管道的位移，阻止管道发生非预期方向的位移；
3) 用来控制管道的振动、摆动或冲击。
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因此，管道支撑的位置确定、支撑型式的确定以及管道支吊架本身的强度设计也主要是围绕着上述支吊架的三个功能展开的。根据管道支吊架的用途可以分为三大类：
刚性支吊架 承重支吊架 可调刚性支吊架 可变弹簧支吊架 恒力弹簧支吊架 固定支架 限制性支吊架 限位支架 导向支架 防振支架
固定架限制了三个方向的线位移和三个方向的角位移；导向架限制了两个方向的线位移；支托架(或单向止推架)限制了一个方向的线位移。
3.承重支吊架
以支撑管道自重及其它持续载荷为目的的支吊架统称为承重支吊架，它主要用于防止管道因自重及其它持续载荷（如介质重、隔热材料重、雪载荷等）而导致的管道强度或刚度超出标准要求。
根据管道相对于支撑结构的空间位置不同，承重支吊架可分为支架和吊架两大类。支撑件将管道支撑在它的上方时，这类支撑件叫做支架。用可以空间摆动的支撑件(吊杆)将管道吊在其下面支撑时，这类支撑件叫做吊架。支架和吊架都可以完全或部分限制管道的向下位移，但二者的支撑效果有所不同。支架因与支撑管道之间可能存在摩擦而使得管道的水平位移受到一定的阻碍，同时产生摩擦力。支架的刚度也比较大，故其稳定性较好。吊架对管道的约束刚度相对较小(除竖直方向外)，也不存在摩擦力，如果在一根较长的管道中吊架用的太多，会使管系不稳定， 故在一条管道中，一般不宜均用吊架进行支撑。根据承受管道重量的特点不同，承重支吊架又分为刚性支吊架、可调刚性支吊架、可变弹簧支吊架和恒力弹簧支吊架四类。
1) 刚性支吊架
减振器 阻尼器
刚性支吊架仅限制管道一个方向(通常为-Y方向)的自由度。它常用于管道在支撑点无向上垂直热位移和附加位移的情况下，或用于支撑点有较小的向下位移和附加位移但不会由此在管系中造成较大的管系力的情况下。刚性支吊架是应用最多的一种支吊架。根据应用场合和生根条件的不同，常用的刚性支吊架系列有平(弯)管支托、假管支托、悬臂支架、临管支架等。
2) 可调刚性支吊架
可调刚性支吊架是一般刚性支吊架的一种特殊型式，即通过旋拧可调螺丝，使支吊架的高度在一定范围内得到调整，用于有少量竖直方向的热位移或附加位移的场合。在工作工况下，当支撑点有竖直方向的热位移或附加位移时，会使管道脱离支架(俗称支架脱空)而起不到支撑作用，或使支架被顶死而产生较大的管系力，此时应采用下面将要介绍的弹簧支吊架。如果支撑点竖直方向的热位移或附加位移比较小而且又位于容易接近的地方时，采用可调刚性支吊架比弹簧支吊架会更经济、更方便。
3) 可变弹簧支吊架
可变弹簧支吊架适用于支撑点有垂直位移、用刚性支吊架会脱空或造成过大热胀推力的场合。与恒力弹簧支吊架相比，使用可变弹簧支吊架会造成一定的荷载转移。为防止过大的荷载转移，可变弹簧支吊架的荷载变化率应控制在25%以下。当然，有时根据实际需要而有意识地去分配管系在各支撑点的载荷，即有意识地给定一个较大的安装载荷而获得较大的载荷转移。常用强型的可变弹簧支吊架有支、吊两种，根据载荷情况和受力条件还可采用串联和并联两种型式。
4) 恒力弹簧支吊架
恒力弹簧支吊架适用于管道支撑点垂直位移量较大或管系受为要求较苛刻的场合。通过采用恒力弹簧支吊架，可以避免管道支撑点冷态和热态的受力变化太大而导致管系本身的应力或相连设备的受力超标。恒力弹簧的恒定度应小于或等于6%，以保证支吊点发生位移时，支承力的变化很小。恒力弹簧支吊架一般采用描架型式，且根据受力情况可并联使用。
如果认为刚性支吊架的刚度理论上为无穷大的话，那么恒力弹簧支吊架的刚度理论上则为零，而可变弹簧支吊架的刚度介于二者之间，它等于弹簧产生单位变形所需要的力。
4.限位支吊架
以限制和约束因热胀而引起的管系位移为目的支吊架称为限位支吊架。管系受热而发生热胀时，管系中的各点将发生位移。在管系中适当设置限位支吊架，可控制支撑点的位移或某些方向的位移，使管系的变形或各点的位移朝着有利于保护敏感设备或有利于热补偿的方向进行。根据对管系热位移约束的方式不同，限位支吊架又可分为固定支架、导向支架和止推支架三种。
1) 固定支架
固定支架可限制管道支撑点三个方向的线位移和三个方向的
角位移，因此它常用于管道上不允许有任何位移的地方。固定支架一般同时又能起承重作用。常用的固定支架型式有焊接型管托和螺拴固定管托两种。
2) 导向支架
导向支架可限制管道支撑点两个方向的线位移，因此常用于引导管道位移方向、使管道能沿轴向位移而不能横向位移的情况。当用于水平情况时，导向支架又同时能起承重作用。常用的导向支架型式有管托型导向支架、光管型导向支架、管卡型导向支架等型式。
3) 止推支架
止推支架常代替固定支架用于限制管道的轴向位移。根据限位方式的不同，常用的止推支架又分为\和\双向止推支架和\或\单向止推支架两种。常用的止推支架为单向止推架，它可限制管道支撑点一个方向的线位移。
5.防振支架
专门用于控制管道振动的支吊架叫做防振支架。防振支架常用于控制或缓解往复式机泵迸出口管道或由地震、风载荷、水击、安全阀排出反力引起的管道振动场合。应该说，前面所讲的支吊架类型中，除吊架以外，其它支架都在某种程度上起到防振作用，但它们中要么防振作用的效果不好，要么会带来其它问题(如降低或限制了管系的热补偿能力)，因此，工程上对于防振情况则给出了专用支架。常用的防振支架主要有两类，其一是防振管卡，其二是阻尼器。
1) 防振管卡
防振管卡能有效地控制管系的高频率强迫振动。防振管卡与固定支架不同，它允许管道有一定的轴向位移而使管系不会因热胀而破坏。防振管卡与一般的刚性承重支架和导向支架不同它对管道施加了较大的刚度约束(从型式和数量上实现)，且增加了架对管道的阻尼作用从而有效地阻滞了管系的振动。
2) 阻尼器
阻尼器与减振支架的最大区别遮于它给予了管系较大的自由度，因而对连续强迫型高频机械振动的抑制效果较差，它常用于缓解瞬间激振(如主汽门突然关闭、泵突然停车、地震、水锤等)引起的有阻尼自由振动。工程上应用的阻尼器有油压式阻尼器、摩擦式阻尼器等。
6.目前工程上常用的弹簧支吊架主要有两类：
即可变弹簧支吊架和恒力弹簧支吊架，而且已形成标准系列。对应的国家标准为 GB10181《恒力弹簧支吊架》和GB10182《可变弹簧支吊架》。