這是布林特節能科技的第915期文章
垂直管道支架
1. 保溫管道立管支架
1.1 適用範圍
垂直管道承重支架適用於DN200以上冷凍水系統及其它保溫立管;垂直 管道固定支架適用於所有型號冷凍水系統及其它保溫立管。
1.2 固定支架與承重支架及補償器安裝位置圖示(示例管道DN600,管井壁為剪力牆)。
1.3 支架詳圖
1.3.1 支架詳圖一
1.3.1.1 圖例
1.3.1.2 規格表
1)為方便套管安裝及管道保溫施工,型鋼支架框架底部與樓板完成面的
距離建議不小於150mm;
2)尺寸表(mm)
1.3.1.3 採購要求
型鋼、膨脹螺栓、鍍鋅螺絲均為國標規格;
1.3.1.4 工藝要求
1)採用本支架時,需相關結構專業考慮管道運行時的荷載對結構安全的
影響;
2)固定支架的焊縫應進行外觀檢查,滿足焊接工藝的要求(見焊接工藝
章節),焊接變形應予以及時矯正;
3)如設計要求安裝補償器,則承重定支架必須設置在補償器的上部;如
設計不要求設置補償器,則承重支架一般位於管井的最下方,設置數量依據設計要求或受力分析決定;
4)立管高度在50m以下時不需要考慮因立管伸縮導致的支管補償,超過
50m 按現場實際對支管進行補償,支管補償最好採用自然補償,當自然補償
無法滿足要求時採用補償器補償;
5)只設置一個固定支架時,立管最下方第一個水平支架需要做加固處理
或將其支架所用型鋼型號放大(具體大小需經過受力分析以後確定,承重支架的受力計算見附錄一);
6)製作合格的支、吊架,應進行防腐處理(見除鏽防腐刷油章節),妥
善保管,在安裝完成後進行必要的成品保護措施。
7)支架肋板及支撐板的選用參見HG/T21629-1999管架標準圖或室內管
道支架及吊架03S402;
8)圖示僅為單管樣式,多管時組合使用;
1.3.2 支架詳圖二
1.3.2.1 圖例
1.3.2.2 規格表,尺寸表(mm)
1.3.2.3 採購要求
型鋼、膨脹螺栓、鍍鋅螺絲均為國標規格;
1.3.2.4 工藝要求
1)根據立管管徑的不同現場設置立管導向支架(參見建築給水排水及採暖工程施工質量驗收規範GB50242-2002 表3.3.8);
2)鍍鋅扁鋼抱箍不宜擰緊,以防管道伸縮時對木託造成損壞;
3)支架掌板安裝點應首選結構梁或剪力牆,如管井壁為空心磚牆時,可將支架安裝於樓板底,在其上焊接2mm 厚鋼板並將套管預先焊接在鋼板上,鋼板的寬度應能遮住預留洞為宜(鋼板緊貼樓板底)見給排水穿樓板支架;
4)如管井壁為剪力牆,支架的安裝高度,距地面應為1.5~1.8M,2 個以上的支架應勻稱安裝;
5)支架所選用的型鋼不得切斷,轉角處煨彎處理,支架的焊縫應進行外觀檢查,滿足焊接工藝的要求(見焊接工藝章節),焊接變形應予以矯正;
6)製作合格的支、吊架,應進行防腐處理(見除鏽防腐刷油章節),妥善保管。
7)圖示僅為單管樣式,多管時組合使用;
2. 冷卻水管道立管支架
2.1 適用範圍
垂直管道承重支架適用於DN200 以上冷卻水系統立管;
垂直管道固定支架適用於所有型號冷卻水系統;
2.2.1 支架詳圖一
2.2.1.1 圖例
2.2.1.2 規格表
1)為方便套管安裝及管道保溫施工,型鋼支架框架底部與樓板完成面的
距離建議不小於150mm;
2)尺寸表(mm)
2.2.1.3 工藝要求
1)採用本支架時,需相關結構專業考慮管道運行時的荷載對結構安全的影響;
2)固定支架的焊縫應進行外觀檢查,滿足焊接工藝的要求(見焊接工藝章節),焊接變形應予以矯正;
3)冷卻水管道承重支架一般位於管井的最下方,設置數量根據設計要求或受力計算決定;
4)冷卻水管一般不考慮管道補償;
5)只設置一個固定支架時,立管最下方第一個水平支架需要做加固處理或將其支架所用型鋼型號放大(具體大小需經過受力分析以後確定,承重支架的受力計算見附錄一);
6)製作合格的支、吊架,應進行防腐處理(見除鏽防腐刷油章節),妥善保管。
7)圖示僅為單管樣式,多管時組合使用;
8)支架肋板及支撐板的選用參見HG/T21629-1999管架標準圖或室內管道支架及吊架03S402;
9)冬季運行的冷卻塔(能源塔)管道設置應參考冷凍水管道。
2.2.2 支架詳圖二
2.2.2.1 圖例
2.2.3 支架詳圖三
2.2.3.1 圖例
2.2.3.2 規格表,尺寸表(mm)
2.2.3.3 工藝要求
1)根據立管管徑的不同現場設置立管固定支架(參見建築給水排水及採
暖工程施工質量驗收規範GB50242-2002 表3.3.8);
2)支架連接板安裝點應首選結構梁或剪力牆,如管井壁為空心磚牆時,
可將支架安裝於樓板底,在其上焊接2mm 厚鋼板並將套管預先焊接在鋼板
上,鋼板的寬度應能遮住預留洞為宜(鋼板緊貼樓板底)見給排水穿樓板支
架;
3)如管井壁為剪力牆,支架的安裝高度,距地面應為1.5~1.8M,2 個
以上的支架應勻稱安裝;
4)支架的焊縫應進行外觀檢查,滿足焊接工藝的要求(見焊接工藝章
節),焊接變形應予以矯正;
5)製作合格的支、吊架,應進行防腐處理(見除鏽防腐刷油章節),妥
善保管。
6)圖示僅為單管樣式,多管時組合使用;
管道水平支架
1. 小管徑管道支架 ;
2. 龍門式管道支架;
3. 反抱式管道支架
3.1 適用範圍
1)本支架適用於安裝空間比較狹小,特別是吊頂空間受限的部位;
2)本支架僅適用管道外徑≤108mm。
3.2 圖例
3.3 規格表,尺寸表(mm)
3.4 工藝要求
1)本支架僅限於狹小空間使用,其它情況不推薦使用,且樓板底支架立
杆的長度≤2000mm;
2)支架製作時,U 型扁鋼抱箍與緊固螺栓之間必須焊接牢固;
3)焊縫應進行外觀檢查,滿足焊接工藝的要求,焊接變形應予以矯正;
4)製作合格的支、吊架,應進行防腐處理,妥善保管。
4.熱力管道
4.1 丁字託滑動支架
4.1.1 適用範圍
適用於管道直徑φ25~159 之間,溫度≤350℃的蒸汽、熱水、蒸汽凝結水、壓縮空氣管道和低溫管道的支座設計、加工及安裝。
4.1.2 大樣圖
4.1.3 規格表,尺寸表(mm)
註:a-滑動面與固定面間隙;e-丁字託支座長度;
b-滑動面鋼板寬度;h-丁字託高度;
s1-丁字託支撐板厚度;s2-丁字託活動面鋼板厚度;
4.2 U 型託導向支架
4.2.1 適用範圍
適用於管道直徑φ219~530 之間,溫度≤350℃的蒸汽、熱水、凝結水、壓縮空氣管道及低溫管道支架安裝,宜用於管道不會產生縱向垂直作用力的位置。
4.2.2 大樣圖
註:a-滑動面與固定面間隙;e-丁字託支座長度;
b-滑動面及支撐板寬度;h-丁字託高度;
s1-U 型支撐板及活動面鋼板厚度;
4.2.3 規格表,尺寸表(mm)
4.2.4 工藝要求
1)使用時,應根據滑動支座的熱位移量,固定支座的水平推力來選擇支座的型式;
2)管道的熱變形計算
計算公式: X=a·L·△T
x 管道膨脹量;
a 為線膨脹係數,取0.0126mm/m?℃;
L 補償管線(所需補償管道固定支座間的距離)長度;
△T 為溫差(介質溫度-安裝時環境溫度);
3)本支架參見動力設施國家標準圖籍R402《室內熱力管道支吊架》和R403《室外熱力管網支吊架》;
4)支架的形式參見同規格給排水支架;
5) 支座的焊縫應進行外觀檢查,滿足焊接工藝的要求(見焊接工藝章節),焊接變形應予以矯正;
6)製作合格的支座,應進行防腐處理(見除鏽防腐刷油章節),妥善保管。
4.3 U 型託導向支架(限位)
4.3.1 適用範圍
適用於管道直徑φ219~530 之間,溫度≤350℃的蒸汽、熱水、凝結水、壓縮空氣管道及低溫管道支架安裝,宜用於管道會產生橫向和縱向垂直作用力的位置。
4.3.2 大樣圖
註:a- 滑動面與固定面間隙;e-丁字託支座長度;
b1、b2-滑動面及支撐板寬度;h-丁字託高度;
s1-U 型槽支撐鋼板厚度;s2-U 型槽活動面鋼板厚度;
4.3.3 規格表,尺寸表(mm)
4.3.4 工藝要求
1)使用時,應根據滑動支座的熱位移量,固定支座的水平推力來選擇支座的型式;
2)管道的熱變形計算見水平單向滑動支架。
3)支架的限位空間距離控制在3~5mm。
4.3.5 產品圖片
4.3.6 增設墊片形式
1)滑動支座中支撐板與支座間可粘接聚四氟乙烯墊片,墊片可為方形(即與支座滿接觸),也可為如上圖所示。
2)實例圖片
4.4 水平管道固定支架
4.4.1 適用範圍
適用於管道直徑φ57~530 之間,溫度≤350℃的蒸汽、熱水、蒸汽凝結水、壓縮空氣及低溫管道的支座設計、加工及安裝。
4.4.2 大樣圖
註:a-U型槽支撐板及固定面鋼板厚度;e-丁字託支座長度;
b-U 型槽寬度;h-丁字託高度;
c-兩管管邊到管邊間距;d-管邊到支架邊間距
4.4.3 規格表,尺寸表(mm)
4.4.4 採購要求
型鋼等均為國標規格;
4.4.5 工藝要求
1)與梁連接的鋼板應儘可能較長,增大螺栓之間的距離。
2)管道的熱變形計算見水平單向滑動支架。
4.5 立管導向支架
4.5.1 適用範圍
本工藝標準適用於民用及一般工業建築蒸汽壓力不大於10bar管道安裝工程。
4.5.2 大樣圖
蒸汽管道減壓閥組、疏水閥組安裝
1.適用範圍
本工藝標準適用於民用及一般工業建築蒸汽壓力不大於10bar管道及附屬裝置安裝工程。
2.大樣圖
3.工藝要求
1)水平安裝的管道要有適當的坡度,當坡向與蒸汽流動方向一致時,應採用I=0.003 的坡度,當坡向與蒸汽流動方向相反時,坡度應加大到I=0.005~0.01。幹管的局部低點及末端應設置疏水器。
2)蒸汽幹管的變徑、供汽管的變徑應為下平安裝,凝結水管的變徑為同心。管徑大於或等於70mm,變徑管長度為300mm;管徑小於或等於50mm 變徑管長度為200mm(蒸汽管道需上開孔接支管)。
3)採用絲扣連接管道時,絲扣應鬆緊適度,不允許纏麻,塗好鉛油,絲扣上到外露2~3 扣,對準調直時印記為止。
4)補償器安裝時,卡架不得吊在波節上。試壓時不得超壓,不允許側向受力,將其固定牢。
5)在管段兩個固定管架之間,至少安裝一個以上的軸向型補償器,固定管架和導向管架的分布:第一導向管架與補償器端部的距離不超過4倍管管徑;第二導向管架與第一導向管架的距離不超過14倍管徑。
6)減壓閥安裝時,減壓閥前的管徑應與閥體的直徑一致,減壓閥後的管徑可比閥前的管徑大1~2 號。
7)減壓閥閥體上的箭頭必須與介質流向一致,兩側應採用法蘭連接截止閥。
8)減壓閥前應裝有過濾器,過濾器過濾網目數應滿足減壓閥要求。對於帶有均壓管的薄膜式減壓閥,其均壓管應接往低壓管道的一側。旁通管是安裝減壓閥的截止閥,暫時通過旁通管進行供汽。
9)為了便於減壓閥的調整工作,閥前的高壓管道和閥後的低壓管道上都應安裝壓力表。閥後低壓管道上應安裝安全閥,安全閥排氣管應接至室外。
10)疏水器應安裝在便於檢修的地方,並應儘量靠近用熱設備凝結水排出口下。蒸汽管道疏水時,疏水器應安裝在低於管道的位置。
11)安裝應按設計設置好旁通管、衝洗管、檢查管、止回閥和除汙器等的位置。用汽設備應分別安裝疏水器,幾個用汽設備不能合用一個疏水器。
12)疏水器的進出口位置要保持水平,不可傾斜安裝。疏水器閥體上的箭頭應與凝結水的流向一致,疏水器的排水管徑不能小於進口管徑。
13)旁通管是安裝疏水器的一個組成部分。在檢修疏水器時,可暫時通過旁通管運行。
14)減壓閥組和疏水閥組可不做保溫處理,介質溫度過高時,應有防觸碰燙傷保護措施。
冷凍機房布置
1.冷凍機房內排氣閥排水排氣管道布置
1.1 圖示
1.2 說明:
1)冷凍機房內排氣閥排水管必須集中後排放;集中排放點主排水管需在
土建進行地面找平時預埋至排水溝,並在水溝中安裝順水彎頭;
2)壁掛式集水器的大小可根據現場排水管的數量自行設計;
2.冷水機房整體布置
2.1 冷凍站內部顏色要求:
2.1.1 圖例
2.1.2 說明:
1)水泵及其它設備周邊以及集水坑周邊塗100mm 寬黃黑相間色帶,色帶內黃黑條角度為45 度;
2)機房主走道兩邊塗50mm 寬黃色色帶;
3)機房主走道為綠色;水泵及其它設備基礎以及輔助區域為藍色;
4)無水溝蓋板的明溝兩邊要有50mm 寬黃色色帶;
5)機房地面可以用顯著的字體標明該區域功能,具體布置可根據現場情況決定;
2.1.3 圖片
3.冷凍機房內支架形式:
3.1 吊頂式支架參見給排水支架樣式
3.2 落地式支架
3.2.1 單管支架
3.2.1.1 圖例
3.2.1.2 規格表
3.2.1.3 工藝要求
上部筋板的焊縫相交處,應切去小角使焊縫不相交,或焊接時使焊縫不相交。
3.2.2 落地式多管組合式支架
3.2.2.1 圖例
3.2.2.2 規格表,尺寸表(mm)
3.3 工藝要求
1)支架支杆可以採用槽鋼、工字鋼或無縫鋼管制作,現場可根據支杆高度及管道大小通過受力計算合理選折型鋼型號;
2)支架各個部件可以採用焊接亦可以採用螺絲連接,本圖中所示全部為絲接組合式支架;
3)支架筋板及其它附件的選用參見HG/T21629-1999管架標準圖;
4)本圖中所示的支架僅是一個個例,其它多種形式的組合和運用可根據現場實際情況及深化圖紙靈活選擇組合方式及支架樣式。
3.4 產品圖片
本次提供的圖片內容全部為機房框架組合式支架的現場應用,圖中支架為水泵基礎與進出水集管的組合,可進行場外預製,場內安裝,連接形式全部為絲接,這樣可以大大提高現場施工效率,但是對設備參數和現場。化有較高要求,現場可根據實際情況靈活進行搭配,提高工作效率。
冷凍機房的組合支架做法
1.適用範圍
適用於大型泵房、站房等管道機房內高大空間管道系統安裝支架。
2.大樣圖
壓力表、溫度計、管道橡膠軟接頭
與給排水中相同,詳見給排水部分。
補償器
1.適用範圍
由於熱力管道或製冷管道過長,自然補償無法滿足的情況下需要裝補償器。(一般直管長度超過40m 時需要加裝補償器);
2.補償器樣式
一般使用到的補償器有波紋補償器和方形補償器。
2.1 波形補償器
波形補償器的特點是:結構緊湊,但製造困難,補償能力小(每個波只能補償5~10mm),軸向推力大,流體阻力比回折彎式補償器小。
2.2 方形補償器
方形補償器的優點是:製作方便,工作可靠,補償能力大(通常可達
400mm);作用在固定點上的軸向力甚小。
其缺點是:尺寸大,不能安裝在狹窄部位;流體阻力大,變形時,兩端的法蘭和管道會受力至彎曲。在管徑相同時方形比園形製造方便,成本低,撓性大25~30%。
3.工藝要求
3.1 補償器支架的定位
3.1.1 方型補償器固定支架及導向支架的定位見下圖1。方型補償器一般布置在兩固定支架中間,偏離中心不應超過8m。
3.1.2 波紋補償器固定支架及導向支架的定位見下圖,波紋補償器一般靠近其中的一個固定支架安裝。
3.2 補償器的安裝
3.2.1 安裝前的準備
必須前確保管道的導向支架、固定支架已定位安裝完成,以確保補償器的同心不受影響。
3.2.2 安裝補償器的熱力管道固定支架最大允許跨距Lg表(m)。
3.2.3 計算兩固定支架間管道的膨脹量
計算公式: X=a·L·△Tx 管道膨脹量
其中a-線膨脹係數,取0.0126mm/m·℃
L-補償管線(所需補償管道固定支座間的距離)長度
△T-為溫差(介質溫度-安裝時環境溫度)
3.2.4 補償器進行預壓縮或預拉伸
△X=△L ? (0.5- (t-t min )/(t max -t min )
其中: △X-預壓縮或預拉伸量,當△X>0 時預拉伸,當△X<0 時預壓
縮;
△L-補償器最大補償量;t-安裝時的環境溫度;
t min -管道運行時的最低溫度;t max -管道運行時的最高溫度;
預壓縮或預拉伸應根據補償器安裝時的環境狀況決定預壓縮或預拉伸的量;最大預壓縮或預拉伸量不超過補償器額定補償量的40%。波紋補償器的具體操作為對稱擰地動波紋補償器本身自帶的螺紋導杆上的螺母,使波紋補償器均勻的壓縮或拉伸,達到與壓縮量或拉伸量時檢查補償器的兩片法蘭是否平齊。方型補償器需要配合自製的螺絲杆,進行壓縮或拉伸。
3.2.5 小型補償器建議按以下方法安裝
1)波紋補償器一類有法蘭的補償器。在已安裝好的管道上用氣焊切去相應長度的管道(長度應該等於壓縮後補償器長度加兩片法蘭的厚度,注意管道法蘭需要內外兩面焊),然後將補償器嵌入管道法蘭之間,擰緊螺母。
2)方型補償器一類沒有法蘭的補償器。在已安裝好的管道上用氣焊切去相應長度的管道(長度應該等於壓縮後補償器長度加兩道相應厚度水管焊縫的距離),然後將補償器嵌入管道之間,然後點焊定位,最後完成焊接。
3.2.6 後續工作
連接可靠後,鬆開波紋補償器的導向杆上螺母或螺絲杆,使波紋補償器能有足夠的伸縮空間。
3.3 注意事項
1)在兩個固定支架之間只能布置一個軸向型波紋補償器。
2)補償器在安裝前應先檢查其型號、規格及管道配置情況,必須符合設計要求,清除波紋間異物,防止機械損傷。
3)波紋管安裝好後要鬆開波紋管預壓縮裝置的螺母,使其處於自然壓縮狀態。
4)安裝前必須了解該種型號產品是否有安裝方向要求。同時嚴禁用波紋補償器變形的方法來調整管道的安裝偏差,以免影響補償器的正常功能、降低使用壽命及增加管系、設備、支承構件的載荷。安裝過程中,不允許焊渣飛濺到波殼表面,不允許波殼受到其它機械損傷。
5)補償器所有活動元件不得被外部構件卡死或限制其活動範圍,應保證各活動部位的正常動作。
6)裝有補償器的管系,在固定支架、導向支架、滑動支架等施工圖設計要求安裝完畢之前,不得進行系統試壓。
7)水壓試驗結束後,應可能儘快排出波殼中的積水,並迅速將波殼內表面吹乾。
8)與補償器波紋管接觸的保溫材料應不含氯。
9)安裝方型補償器的時候要考慮補裝排氣閥或洩水閥。
3.4 附:空調水系統立管固定支座受力計算與波紋補償器選擇
3.4.1 豎向水管固定支架垂直推力的組成
1)管道自身的重量和保溫材料的重量f g
F g =L ×(q g +q b ) (1)
式中 L——計算管道的長度,m;
q g 、q b ——管道及保溫材料單位長度重力,N/m。
2)活動支架與管道之間因溫度變化而伸縮所產生的摩擦力
由於摩擦力與正壓力成正比,而垂直安裝的管道不會像水平管道那樣對活動支架產生那麼大的正壓力,一般認為可以忽略不計。
3)補償器的彈性力f d
由於補償器的形式不同,其產生的變形反力也不一樣。大致有以下幾種:
①採用方型補償器或L 型、Z型自然補償器時,可按其形狀、管徑等因素計算在X、Y 軸方向上產生的彈力;
②採用套管式補償器時,需考慮套管內部摩擦力產生的推力f tm 。
③採用不鏽鋼波紋管補償器時,需考慮波紋管因變形產生的彈力(或拉力)f d:
F d =K X ×Δ δ
式中 x K ——補償器總體的軸向剛度,N/mm;
Δ δ ——補償器的軸向變形量,mm。
由於不鏽鋼波紋管補償器具有佔用空間小、不易洩漏、補償量大、應用範圍廣的優點,本文以這種形式的補償器來進行分析和舉例。
補償器在使用中會被壓縮或拉伸,產生的彈性反力有時向上,也有時向下。為保證固定支架的計算受力是最大力,可將此力方向按與重力方向一致考慮,故在下述推力計算中均按向下方向計算。
4)管內水壓力產生的推力f n
管內水壓力的作用,會在垂直於管道內壁面上產生壓力。在豎向管道中,這個壓力在水平方向上的合力為零;而在垂直方向上,根據管徑的不同變化會產生向上或向下的推力。如圖1所示,這段管段為上細(流通斷面積為A1)下粗(流通斷面積為A2),變徑處的管內水壓力為p n ,它在垂直方向上的分壓力為p my =p n ·sina。那麼它產生的向上託力為:
反之,當管段為上粗、下細時,產生的推力是向下的。如果豎向管段的上端封住,而下端設有波紋補償器且管徑不變時,固定支架會承受一個向上的託力。相當於公式中A 1 = 0時,f n =-p n A 2 這裡n p 為該管段頂端之內壓。反之,當該管段下端封住或轉彎、而上端設有波紋補償器時,f n =p n A 1 ,產生一個向下的推力,且p n 為管段下端的水內壓。在一個運行的空調水系統中,嚴格地講,管內的水壓力會隨著每一處的位置不同及流量的不斷變化而變化的。為了簡化計算,本文將其分成兩種工況來考慮:一種是當系統水泵不運行的靜態工況;另一種是只考慮系統滿負荷運行,水在流動狀態下的動態工況。由於水泵揚程的作用,在管內同一位置上流動狀態下的水內壓力一般要比靜止狀態下的水靜壓力大。因此在斷面有變化的計算管段中,當水內壓作用力向上時,推力應按靜態計算;當水內壓作用力向下時,推力應按動態計算。
需要說明的是,這種管內水壓力作用的計算方法在計算管內各個不同高度上的水壓力時,已經考慮了重力影響的因素,不必再考慮管內水重量對固定支架的作用力。
5)其它力
水在管內流動還會產生其它的力。如流動的水與管壁間的摩擦力;流過彎頭時產生的離心力等。由於計算較繁瑣,且對固定支架受力的影響較小,一般可予忽略。
3.4.2 計算公式
表1 中的示意圖是設計中常見的固定支架的布置型式,並相應列出了固定支架的受力計算公式。
計算的值等於管內水的重量。可見,當豎向管道上沒有波紋補償器時,可以僅計算全部管材、保溫層、管內水的重力及自然補償管段在豎直方向上的彈性力的和,使計算簡單、明了。這時,支架所受的推力不受管內水壓力的影響,使計算所得的推力較小。利用這一特性,在設計豎向管道時,只要管道的熱伸縮位移控制量允許,應儘量不採用波紋或套筒式補償器,以獲得較小的支架推力。
表2 管內各管徑變化處的壓力值 MPa
在序號4,5中,固定支架還受到了一個水平方向的推力,這是由於自然補償管段所產生的。
在序號2中,上下各有一個波紋補償器,它們的推力方向相反,會相互抵消一部分。但由於補償器型號、安裝情況不盡相同,為了安全起見,通常只考慮抵消0.7倍的較小補償器的彈性力。
3.4.3 金屬波紋補償器的選用
在選用金屬波紋補償器時,除了應注意其型式、壓力、材質、工作溫度等各種因素外,還有一個很重要的性能——疲勞壽命必須充分予以重視。一些廠家的資料顯示,很多產品的額定補償量是按其許用疲勞壽命n=1000 次進行計算的。適當減小實際補償量,可以大大延長其使用壽命。如果實際補償量為額定補償量的74%,則壽命次數可為標準次數的3~4 倍;當為70%以下時,可達到4~5 倍。所以在選用金屬波紋補償器時,應適當增大它的額定補償量。
波紋補償器在安裝前一般應按照要求進行預拉伸或預壓縮。預變形量可按下式計算:
若補償器經過正確的預拉伸(或預壓縮)後進行安裝,它便能在正常的長度範圍內工作,波紋器所受的應力較小、變形較少,彈性力也小。這時在計算彈性力公式中的Δ δ 可以取實際最大軸向補償量的一半,即Δ δ = ΔL/2。
若補償器未進行正確的預拉伸(或預壓縮),會產生較大的軸向變形。這樣不但會增加固定支座的推力,而且會影響它的使用壽命。當然,若選用的補償器的補償量是實際最大伸縮量的數倍時,往往也會採用不預拉伸的方法進行安裝,為保證固定支座受力計算的安全性。
3.4.4 計算舉例
下圖為兩管制水系統中的一根供水立管。夏季最低水溫為7℃,冬季最高水溫為65 ℃。使用時的最大溫差Δt=58 ℃。立管上設置了2個波紋補償器。補償器離固定支架的距離均為 25 m。其單側膨脹量:Δ L = αΔtL =17.4mm;
其中f y 為自然補償管段在垂直方向上的彈力(計算從略)。
在甲、乙固定支架的受力計算中,管道變徑處的內壓p n 均取用了靜態時的水壓力,這樣求得的支架受力是一個最大值。如取用動態時的管內壓力,F y 會小一些。
丙固定支架受力計算取動態的管內水壓力是為了得到最大F y 值。
從計算可知,丙支架所受的力達100多kN,這時要求結構設計必須採取相應加固措施。如果在同一管井內有多根這樣的豎向管道,應將固定支架錯層設置,以避免設置層受力集中,使結構設計更加合理。
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