（青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司 山东青岛 266100）
摘要：本文针对传统管道支吊架无刻度对位功能这一缺陷进行分析，提出可行的改良方案，从而减少管道系统失稳破坏的可能，提高整个工艺系统的安全性和稳定性，推广和实用价值高。
关键词：动力管道；施工；支吊架;
1 引言
在工业管道安装时， 高温管道的热胀冷缩引起的支吊架滑移量，是安装、维护的重要数据。为抵消热胀冷缩引起的支架滑移，常要求管道支架在安装时进行一定量的反向偏装。偏装的尺寸由设计院提出，现在安装人员来实施。由于现有的支吊架产品均不具备精度控制和定位显示功能，施工人员现场用尺测量安装，效率较低，且精度无法保证。同时，管道的运维人员在巡检时，也不易测定支架的实际滑移量，为安全运行埋下隐患。特别是近年，压力管道事故时有发生，其中，支吊架系统失稳甚至破坏，是导致管道事故的典型和常见原因之 一。提高管道支吊架的安装精度，加强管道支吊架系统的监查维护是维护管道系统安全的根本所在。
本文针对传统管道支吊架无刻度对位功能这一缺陷进行分析，提出可行的改良方案，从而减少管道系统失稳破坏的可能，提高整个工艺系统的安全性和稳定性，推广和实用价值高。
2 支吊架位移相关技术要点分析
对于管道支吊架的设计在《火力发电厂汽水管道设计技术规定》和《电厂动力管道设计规范》中都有明确的要求，具体引文如下“在任何工况下管道吊架拉杆可活动部分与垂线的夹角，刚性吊架不得大于3°，弹性吊架不得大于4°，当上述要求不能满足时，应偏装或装设滚动装置。”对于此项要求我得理解如下：在管道安装时，对于管道支架，要求支架的中心位于下方支撑托板的中心位置，以达到良好的受力效果，为了抵消高温管道在工作状态由于热胀冷缩引起的支架滑移，要求在管道支架在冷态安装时进行定量的反向偏装，对于管道吊架，要求吊架的拉杆在任何情况下偏离垂线的倾斜角度不大于3度（刚性吊架）或4度（弹簧吊架），以使主要荷载限定在重力方向，其他方向的分力限定在合理值，以保证吊架系统的合力受力，提高稳定性，为了抵消高温管道在工作状态由于热胀冷缩引起的吊杆的倾斜而提出偏装要求。根部相对于管部在水平面内得计算偏装值为：冷位移（矢量）+0.5*热位移（矢量）。推荐使用软件取得冷位移值和热位移值，如CAESARII，GLIF等管道应力计算软件可对整个管道系统进行整体分析计算后可取得较高精度值。而对于布置简单，且相对要求不高的管道可通过如下公式估算：
管道的热膨胀量=α×L×（T-Tamb）,
其中 α-钢材从安装温度至工作温度的线性膨胀系数；L-管道计算长度；T-工作温度；Tamb-计算安装温度。
3 管道支吊架刻度化改良思路
对于吊架，通过设计计算，取得吊杆发生偏斜时允许相对于根部垂线方向的最大偏转角度，可提前在根部型钢上明确标记出偏装角度线和警戒线，以便于安装和监测，具体实现方案如下图：
对于支架，可通过铸造、冲轧、钢印等形式在支架侧面中心处增加指针，同时在托板上增加刻度表尺，以实现刻度对位功能，对于已经安装好的传统支架，也可通过喷漆、刻度贴纸或刻度贴膜等低成本方案实现改造优化，具体示意图如下。
上述的改良方案可在国内多种成熟的支吊架系列产品上应用，如：《D-ZD2010 发电厂汽水管道支吊架设计手册》系列产品，《火力发电厂汽水管道支吊架设计手册（西北院1983）》系列产品，《97R412 室外热力管道支座》等产品。
4 注意问题及其他方案
在进行上述支吊架刻度化改造时，需要注意的几个细节问题进行说明如下：
1）对与吊架，由于吊杆偏移摆动的角度往往不仅仅在于一个平面内，导致最大角度偏移量发生在两个方向的合成角度位置，故此，在进行最大角度警戒线标识时，应考虑合成角度的影响，留有余量。
2）对于支架，由于在活动底板上增加了刻度，这样会导致刻度区域摩擦系数大于其他滑动平面区域，在要求摩擦力控制较为严格的重要管道上，底板的安装时应注意将底板刻度线侧置于支架的热胀方向上游，以避免支架滑移时覆盖至刻度区域。
此外，除上文介绍的直接在支吊架上增加固定的刻度外，支吊架刻度化的另外一种实现方式是设计一种与管道支架尺寸相匹配的卡尺可以卡在对应的支架上做长期指示用，也可由安装人员手持卡尺，在多个支架安装时进行快速定位。此方案的优势在于一尺多用，不需要对支吊架本身做任何改装，给验收和巡检带来方便，此处仅作简介不再赘述。
5 支架改良意义及前景分析
该方案可用于动力管道、化工工艺管道、城镇供热管网等管道的支架安装与检查，可作为典型的管道支吊架施工手和运维手段。此设计提高施工精度和效率，并有利于隐患的及时发现。如采用此方案进行管道安装，从提高安装效率和减少验收返工率的角度讲，可减少3-5%的管道安装周期。而更重要的意义在于，能够及时发现运行中的支架隐患，减少由于管道支吊系统破坏而造成的重大事故。
单就电力行业每100万千瓦装机需要重点监测的支吊架500个计，采用此支架的市场价值约40万，全国火电装机容量超过90000万千瓦，仅重要支吊架的市场达4亿元。在其他化工，热力等等领域管道行业应用市场更为广阔。
参考文献
[1]董继元，一种能提高安装精度的改良管道支架：中国专利：0632568.0 [P]. 2015-03-11.
[2]GB 50764-2012 电厂动力管道设计规范[S]
[3]DL/T 5054-1996 火力发电厂汽水管道设计技术规定[S]
作者简介
高爽（1983），女，山东省青岛市，本科，工程师，毕业于辽宁工程技术大学，从事火力发电工程热机专业设计工作。
论文作者:高爽
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/1
标签：吊架论文; 管道论文; 支架论文; 刻度论文; 方案论文; 热胀冷缩论文; 角度论文; 《电力设备》2016年第18期论文;