弹簧支吊架是诸多支吊架中的一种。由于热力管道在运行过程中,会受到弹簧支吊架与其重量不平衡的附加力,而且管道垂直位移越大,其荷载变化率也越大。按可变弹簧支吊架规定,弹簧荷载变化系数不大于25%,为了把荷载变化率控制在这个范围内,弹簧支吊架只适用于管道垂直位移不太大的场合。
弹簧支吊架的安装:热力管道系统是一个**静定结构,其自重荷载在各个支吊架间分配。常用的管道荷重分配方法为吊零分配法,一般用电脑程序软件计算。
弹簧支吊架的热态凋零:所谓吊零,是指按每个支吊点处在管道自重产生的垂直位移为零的条件来分配支吊架荷重。按吊零分配荷重的优点是管系的自重应力分布比较均匀,且这样的计算机程序开发比较方便。
弹簧支吊架的安装过程:
1 、特材管道的支、吊架不得与管子直接接触,中间应垫塑料制品或无碱玻璃布,并加以固定。
2 、管道安装时,应及时固定和调整支吊架。支、吊架安装位置应准确、平整、牢固,与管子接触应紧密。
3 、无热位移的管道,其吊杆应垂直安装;有热位移的管道,吊点应设置在位移铁相反方向,按位移量的1/2偏位安装。
4 、导向支架或滑动支架的滑动面应洁净平整,不得有歪斜和卡涩现象。其安装位置应从支承面中心向位移反方向偏移1/2。绝热层不得妨碍其位移。
5 、弹簧支、吊架的弹簧高度,应按设计文件规定安装,弹簧应调整至冷态值,并做记录。弹簧的固定件,应待系统安装、试压、绝热完毕后方可拆除。
6 、管道安装完毕后,应按设计要求逐个核对支、吊架的形式和位置。
7 、弹簧支、吊架的安装标高与弹簧工作载荷应符合设计文件的规定。
弹簧支吊架必须严格按照要求定位和装配。在施工过程中,定位装置应保持不动,直到整个管系安装完毕且试压完成后,管系升温前将定位装置取出,使弹簧正常工作。否则,会出现弹簧卡死、绕中心轴歪斜等现象,造成弹簧支吊架失效。管系运行前,必须仔细检查定位装置是否取出,使弹簧正常发挥作用。此外,在管系处于冷态时,如果弹簧支吊点处荷载过大,也会使弹簧装置变形,甚至毁坏。因此,往往要增加保护装置,如弹簧箱,加厚壳体钢板等措施。
弹簧支吊架的主要应用范围是:电站锅炉承受力处、发电厂、油气厂中气、水、烟风管道及燃烧器等位置,需要悬吊的部分,基本上都会优先选择弹簧支吊架作为主要承接力的配件;还有一些石油化工管道输送及设备、大型输送管道及设备的地方。
弹簧的失效主要有断裂失效和弹力失效,其中断裂失效为常见,其危害也。实践表明,绝大多数弹簧的疲劳失效是由于高应力造成的,而高应力是弹簧承受高荷载和大变形的必然结果。因此,在管道设计时,要力求避免弹簧承受比较大的力或变形过大。如果承载过大,要考虑弹簧并联的方法;变形过大,采用弹簧串联的方法。