非金屬管道中管道支吊架的應(yīng)用
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[摘要]非金屬管道因其特殊的性能優(yōu)勢(shì)已廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)的各領(lǐng)域。但其剛性相對(duì)較低，耐熱性能較差，在管道支吊架設(shè)置時(shí)，需注意避免非金屬管道受到機(jī)械損傷和變形，注意選擇合理支吊架間距，遵從大管優(yōu)先原則。
[關(guān)鍵詞]非金屬管；管道支吊架；支吊架跨距
管道布置圖是工程設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是施工過(guò)程的指導(dǎo)性文件。管道是連接各設(shè)備之間的橋梁，作為管道支撐件的管道支吊架設(shè)置是否合理，對(duì)裝置的實(shí)施和運(yùn)行至關(guān)重要，由于非金屬管有別于金屬管的性能，在設(shè)置管道支吊架時(shí)，應(yīng)該綜合考慮非金屬管的特性，設(shè)置的經(jīng)濟(jì)合理性、安全適用的管道支吊架。
1非金屬管道的特點(diǎn)
目前，在工程領(lǐng)域使用的管道按照材質(zhì)可分為金屬管道及非金屬管道兩大類。非金屬管道按照材質(zhì)又可分為工程塑料管、不透性石墨管、玻璃管、陶瓷管及玻璃鋼管等，其中工程塑料管包括PVC管(聚氯乙烯)、PP管(聚丙烯)、UPVC管(硬聚氯乙烯)、PE管(聚乙烯)、HDPE管(高密度聚乙烯)等。非金屬管普遍具有的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[1]。(1)優(yōu)良的可設(shè)計(jì)性及加工性能；(2)對(duì)多種腐蝕性介質(zhì)具有良好的耐腐蝕性；(3)大部分非金屬管質(zhì)量較輕。同時(shí)，非金屬管還有不可避免的一些缺點(diǎn)[2]，(1)易發(fā)生機(jī)械損傷；(2)適用溫度及壓力受限；(3)剛性不及金屬管。結(jié)合非金屬管的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中暴露出了一定的不適應(yīng)性，應(yīng)采取相應(yīng)的措施來(lái)克服。
2管道支吊架介紹
管道支吊架作為一種支撐地上架空管道的結(jié)構(gòu)件，在化工、石化和環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用于固定和支撐管道。其設(shè)計(jì)繁瑣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如能做到技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、安裝方便，對(duì)現(xiàn)代的工業(yè)建設(shè)具有重要意義[6]。按照使用用途，管道支吊架可分為固定支架和活動(dòng)支架。活動(dòng)支架又分為滑動(dòng)支架、導(dǎo)向支架及滾動(dòng)支架。
3非金屬管道的支吊架設(shè)置注意事項(xiàng)
3.1提供保護(hù)措施
非金屬管道由于剛性強(qiáng)度較低，在使用金屬管道的支架時(shí)，應(yīng)提供可靠的保護(hù)措施。比如在鋼制支吊架與非金屬管道連接處設(shè)置襯墊(塑料U形卡或橡膠)，或者在非金屬管道與支吊架連接點(diǎn)處設(shè)置塑料襯套[3]。
3.2支吊架形式的選擇
管道支吊架在選擇時(shí)，應(yīng)綜合考慮管道重量、管道接口處受力情況、熱位移值、管道保溫情況、管道的安裝位置、管道支撐件條件等因素。
3.3近集中荷載布置
管道支吊架的支撐點(diǎn)設(shè)置時(shí)，應(yīng)考慮重量荷載的分布情況，應(yīng)盡可能在布置集中的各種重荷載(如金屬閥門(mén)或其他管道式設(shè)備)處加設(shè)支撐點(diǎn)，必要時(shí)應(yīng)增設(shè)閥門(mén)專用支架，如標(biāo)準(zhǔn)圖集《HG/T21629-1999，管架標(biāo)準(zhǔn)圖》中的閥門(mén)支架M13~M15[5]，圖1為閥門(mén)支架示意圖。
3.4增設(shè)立管支架
一般而言，長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)的立管會(huì)增加下部管件的荷載，為避免下部管件過(guò)度承壓，必須按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在立管管道上設(shè)置立管支架，并在管道連接處或其他承壓的管件處采用立管用管卡[3]。
4非金屬管道支吊架跨距的確定
4.1支吊架跨距確定
非金屬管道由于剛度相對(duì)較低，為防止管道在使用過(guò)程發(fā)生變形，必須選取合理的支吊架跨距，設(shè)置完善的支撐點(diǎn)。支吊架跨距的確定一般有2種方法，第一種方法是根據(jù)非金屬管道的剛度和強(qiáng)度分別計(jì)算非金屬管道支吊架的間距后，取2者之間的最小值[4]。第二種方法是查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，PVC管(聚氯乙烯)、PP管(聚丙烯)、PE管(聚乙烯)、FRP管(玻璃鋼)水平和垂直方向的基本跨距可參照《SH/T3161-2011石油化工非金屬管道技術(shù)規(guī)范》附錄A“非金屬管道的跨距”中的相關(guān)規(guī)定。
4.2成組布置管道的支吊架跨距的選擇
成組布置的非金屬管道管道，小管徑管道應(yīng)盡量集中布置，管道管徑相差較大時(shí)，管道支吊架跨距一般也相差較大，應(yīng)優(yōu)先按照大管道的支架間距設(shè)置支撐荷載大的支架[5]，如圖中的支架AC-D15-001(三角托架Ⅱ型，型鋼為10#槽鋼)，再按照小管道的支架間距對(duì)小管道的支撐點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充，如圖中的支架AC-D1-001(單角懸臂托架Ⅱ型，型鋼為角鋼L80X80X10)，既可以滿足管道支撐的需要，又可以節(jié)省型鋼的材料，安全適用又經(jīng)濟(jì)合理，圖2所示為成組管道的支吊架布置圖。
5結(jié)論
總而言之，非金屬管道因其耐腐蝕性能優(yōu)良等優(yōu)良，已在化工、環(huán)保等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但其剛性相對(duì)較低，容易發(fā)生機(jī)械損失及變形，在管道布置時(shí)，管道支吊架的間距相對(duì)較小，支吊架成本相對(duì)較高，合理的布置管道，選擇適宜支吊架間距，可同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)合理和安全適用的工程建設(shè)要求。
參考文獻(xiàn)
[1]李趙，曹丹．非金屬管道適用性評(píng)價(jià)研究綜述[J]．建筑工程，2019，01：32-33．
[2]南松玉．非金屬管道在油田中的應(yīng)用及認(rèn)識(shí)[J]．設(shè)備管理，2017，07：190．
[3]宋岢岢．壓力管道設(shè)計(jì)及工程實(shí)例[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012，10：572-600．
[4]SH/T3161-2011，石油化工非金屬管道技術(shù)規(guī)范[S]．[5]HG/T21629-1999，管架標(biāo)準(zhǔn)圖[S]．
[6]張茂盛．工業(yè)系統(tǒng)管道支架的整體分析[D]．蘭州理工大學(xué)，2011．
作者：屈海寧 單位：南京萬(wàn)德斯環(huán)保科技股份有限公司技術(shù)中心
