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管道扩展和支持

发布时间2019-11-05人气:8

管道扩展和支持

任何蒸汽系统都必须得到充分支撑,并在运行过程中能够膨胀,并且必须具有足够的柔性以允许运动。

膨胀余量
所有管道将在环境温度下安装。输送热流体(例如水或蒸汽)的管道在较高温度下运行。因此,随着环境温度到工作温度的升高,它们会扩展,尤其是长度扩展。这将对分配系统内的某些区域产生压力,例如管道接头,在极端情况下可能会破裂。


管道的灵活性

管道系统必须足够灵活,以适应组件扩展时的移动。在许多情况下,由于管道的长度以及弯曲和支撑的数量,管道系统的灵活性意味着不会施加不适当的应力。但是,在其他安装中,有必要合并一些实现此所需灵活性的方法。

典型蒸汽系统的一个示例是将冷凝水从蒸汽总管疏水阀排放到沿着蒸汽管路延伸的冷凝水回流管路中(下图)。在此,必须考虑两个管道系统的膨胀之间的差异。蒸汽总管将在比冷凝水总管更高的温度下运行,并且在系统预热期间两个连接点将相对移动。

管道的灵活性

可以通过“冷拔”来减少管道和管道中包含的任何设备所要吸收的运动量。首先为固定锚点之间的每个部分计算总膨胀量。将这些管道的长度缩短一半,然后通过向上拉法兰连接处的螺栓将其拉长,以便在环境温度下向一个方向施加压力。当加热到总温升的一半时,管道不受压。在工作温度下并完全膨胀后,管道会承受相反的方向应力。结果是,管道从-1/2 F到+ 1/2 F的力单位不承受0 F到+1 F的力。

实际上,管道是用间隔件冷装配的,间隔件的长度等于两个法兰之间的一半。当管道完全安装并固定在两端时,将垫片移开并将接头拉紧(下图)。

安装管道时使用垫片进行膨胀

扩展的其余部分(如果未被管道的自然柔韧性所接受)将要求使用扩展配件。

在实践中,管道的扩展和支撑可以分为三个区域,如下图所示。

具有固定点,可变锚点和膨胀配件的管道图

固定点或“锚点”“ A”提供了从中发生膨胀的基准位置。

滑动支撑点“ B”允许管道自由移动以扩展管道,同时保持管道对齐。

点“ C”处的膨胀装置应适应管道的膨胀和收缩。


膨胀环

膨胀环可以由焊接在接头处的直管和弯头的长度制成(下图)。

膨胀环

滑动接头

有时使用它们是因为它们占用的空间很小,但是必须严格按照制造商的说明将管道牢固地固定和引导,这一点至关重要。否则,作用在接头套管部分横截面上的蒸汽压力会与膨胀的管道所产生的力相反,使接头破裂(参见下图)。对齐不当会导致滑动套筒弯曲,同时也可能需要定期维护填料函。

滑动接头(蒸汽)

膨胀波纹管

膨胀波纹管,如下图所示,具有不需要填料的优点(与滑动接头类型一样)。但是,它的确具有与滑动接头相同的缺点,即内部压力趋于扩大配件,因此,锚固件和导向件必须能够承受该力。

简单的膨胀波纹管

波纹管可以包括限制杆,限制杆限制了元件的过度压缩和过度伸展。由于大多数简单的波纹管组件都能够承受较小的横向和角向运动,因此它们在正常工作条件下可能几乎没有作用。但是,如果发生锚固故障,它们会像拉杆一样发挥作用,并承受压力推力,从而防止损坏设备,同时减少进一步损坏管道,设备和人员的可能性(下图:波纹管的横向和角向运动) 。

如果预计会有更大的力,则应在设备中内置某种形式的附加机械加强件,例如铰接的撑杆(下图:波纹管的角度和轴向运动)。

取决于波纹管锚固件和引导件的相对位置,总是有不止一种方式来容纳两个侧向移位的管之间的相对运动。在优先方面,轴向位移要比角度好,而角度则要好于横向。应尽可能避免角度和横向移动。

下图粗略地显示了这些运动的影响,但是在任何情况下,强烈建议在安装伸缩风箱时向风箱的制造商寻求专家建议。

波纹管的横向,角向和轴向运动

管道支撑间距

管道支撑的频率将改变管道的内孔。实际的管道材料(即钢或铜);以及管道是水平的还是垂直的。

值得考虑的一些实用要点如下:

  • 管道支撑的间隔应不大于下表所示,并沿着可能安装有适当支撑的建筑物和结构的那些部分延伸。

公称管径(mm)水平行驶间隔
(米)
垂直运行间隔
(米)


外径
软钢软钢
15151.81.22.41.8
20222.41.23.01.8
25282.40.53.02.4
32352.41.83.73.0
40422.41.83.73.0
50542.41.84.63.0
65673.02.44.63.7
80763.02.44.63.7
1001083.02.45.53.7
1251333.73.05.53.7
1501594.53.75.5
200
6.0
8.5
250
6.5
9.0
300
7.0
10.0

  • 如果在共同的支架上支撑着两个或更多管道,则支撑之间的间距应为最小管道的间距。

  • 当发生明显的运动时,即直管长度大于15米时,支撑件应为如前所述的滚子类型。

  • 垂直管应在底座处得到足够的支撑,以承受垂直管及其内部流体的总重量。垂直管道的分支不得用作管道支撑,因为这会在三通接头上施加过大的压力。

  • 所有管道支架的设计均应适合相关管道的外径。使用过大的管托架不是一个好习惯。



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