在化工流体输送、市政给排水、暖通空调管路、工业工艺管线布设场景中,管线受介质温度变化产生的热胀冷缩轴向位移、运行过程中的振动传导,一直是管路布设阶段需要重点解决的问题,这款适配DN200至DN500管径的滑动管道支撑结构,正是针对这类大口径管路的位移补偿与承重需求设计的支撑构件。
从结构组成来看,该支撑件分为上下两个功能模块,上部为对开式抱箍结构,抱箍采用圆弧面贴合设计,内径匹配对应公称直径的管道外径,抱箍两端预留带安装孔的连接耳,通过紧固件锁紧后可实现与管道外壁的紧密贴合,不会出现局部应力集中压损管道防腐层的问题,抱箍与下部底座之间设置了立式支撑筋,支撑筋采用变截面设计,靠近抱箍端宽度收窄,靠近底座端逐步加宽,既可以降低整体构件的重量,又能保证垂直方向的承重能力,避免大口径管道充液后的重载导致支撑结构变形。下部为滑槽式滑动底座,底座采用C型槽结构,槽道的走向与管道轴向保持平行,槽内预留的滑动间隙可以允许管道在温度变化产生轴向伸缩时,带动上部抱箍结构沿槽道方向小幅位移,不会因为硬约束导致管道焊口、法兰连接位置出现应力开裂,同时底座的底面为平面结构,可直接焊接或通过螺栓固定在管廊支架、设备基础平台上,安装时不需要额外加工适配基座,降低现场施工的调整工作量。
设计阶段针对不同管径的载荷差异做了结构适配,DN200管径对应的支撑筋厚度、抱箍宽度相对较小,随着适配管径提升到DN500,抱箍的有效接触宽度、支撑筋的板材厚度、滑槽底座的长度都对应提升,保证每一个规格的支撑件都能匹配对应管径满管介质时的静载荷,同时预留1.5倍的安全余量应对管路水锤、外部振动带来的动载荷冲击。抱箍的圆弧面做了公差适配,加工时严格控制圆弧的圆度公差,保证安装后抱箍与管道外壁的接触面积不低于抱箍总内表面积的80%,避免局部点接触导致的管道局部压强过大,长期运行出现防腐层破损、管道变形的问题。滑动底座的槽道内部做了间隙设计,单侧预留3mm的滑动余量,既可以保证滑动过程顺畅无卡滞,又不会因为间隙过大导致管道出现径向晃动,影响管路运行的稳定性。
实际安装过程中,需要先将下部底座固定在预设的支撑基础上,调整槽道走向与管道轴向完全平行后锁紧固定件,再将下半片抱箍放置在支撑筋的定位槽内,吊装管道落位到下半抱箍的圆弧面上,扣合上半片抱箍,穿入连接螺栓逐步对称锁紧,锁紧过程中需要随时测量管道的水平度,避免单侧锁紧导致管道偏移。安装完成后需要检查滑动底座的滑动间隙,保证管道在轴向方向可以自由移动,没有异物卡阻在滑槽内部,对于长距离输送的高温管路,需要按照管线的热伸长量计算结果,确定每个滑动支架的安装间距,一般DN500的高温蒸汽管线滑动支架间距设置在6至8米区间,既可以保证管路的挠度在允许范围内,又能让每个支架均匀承载,不会出现局部支架过载的问题。
不同于固定支架需要完全限制管道的所有方向位移,滑动支架只承担管道的垂直方向承重,同时允许管道沿轴向自由位移,这款支撑结构在设计时特意弱化了径向的约束强度,支撑筋与滑槽之间没有做刚性锁死,允许管道在出现小幅径向振动时存在微量的缓冲空间,降低振动向基础结构的传导效率,尤其适用于带有输送泵、压缩机等振动源的管路系统,可以有效减少振动沿管路传递到后续管段,降低管路系统的振动噪音与疲劳损伤风险。针对户外使用场景,该结构的所有板材边缘都做了倒角处理,没有尖锐的毛刺棱角,现场安装时不会划伤施工人员,也不会在后续运维过程中划破管道的外保温层,所有连接位置的螺栓都采用沉台设计,螺栓锁紧后头部不会突出构件表面,避免积留雨水、灰尘导致的连接紧固件锈蚀,延长构件的户外使用寿命。
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- 系统要求: Autodesk Inventor
- 软件分类: 通用五金配件


