彈簧支吊架選型設計及安裝注意事項

張志偉 于洪彬

1．中國核電工程有限公司漳州項目部 福建漳州 363300

2．中國核電工程有限公司福清項目部 福建福州 350300

1 概述

在管道支吊架的設置過程中，當出現(xiàn)豎直位移較大時，若此時此支架點設置成剛性支架，則容易造成管道應力超限。彈簧支架允許發(fā)生較大位移，同時可提供彈性載荷傳遞，能有效防止應力超限。

彈簧的正確設計對管道的安全運行起到了極其重要的作用，為使管道的安全運行，彈簧的正確安裝與否極為關鍵。

2 彈簧的選型設計

2.1 彈簧類型

根據布置空間、生根情況來決定選用彈簧支吊架的彈簧類型：S、P、C、D型，。

2.2 彈簧的系列號

彈簧刻度盤上從零點到滿刻度的位移即行程，不同的行程對應彈簧的不同系列：

對于S、P、C型彈簧分為：

系列1：0-30mm；系列2：0-60mm；系列3：0-120mm；

對于D型彈簧分為：

系列1：0-50mm；系列2：0-100mm；系列3：0-200mm；

根據應力分析報告中的位移選擇彈簧的系列號。

2.3 彈簧支吊架選型注意事項

不同類型彈簧選型原則基本一致，選型的依據為：支架的布置空間及生根情況、管道應力分析報告、《標準支吊架手冊》。

彈簧支吊架選型需重點注意以下事項：

支架可動載荷：

支架可動荷載：管道應力計算時未考慮的與管道相連部件的重量（一般應力計算時只考慮管道，保溫層，介質的重量），即管道熱位移時隨管道一起移動部件的重量之和。

（1）對S、P型彈簧，可動載荷為彈簧花蘭螺絲以下吊架部分的重量與管道附件重量之和

對C型彈簧，可動載荷為與彈簧拉桿所連吊架部分的重量與管道附件重量之和

對D型彈簧，可動載荷為與彈簧上部支架部分的重量與管道附件重量之和

（2）C、P型彈簧倒裝時（一般與TR、TV、TU配合使用時），可動荷載包括彈簧的重量。

（3）當支架根部連有阻尼器、鉸接桿時，阻尼器、鉸接桿的一半重量應算在可動荷載內。

對所選彈簧進行判斷是否符合要求：

荷載變化率1=|P工作-P安裝|/P工作＜0．25

荷載變化率2=(Pupsetmax-Pupsetmin)/P工作＜0．25

事故載荷范圍判斷：P事故min大于選用彈簧最小載荷、P事故max小于選用彈簧最大載荷。

3 彈簧安裝注意事項

3.1 彈簧安裝高度

在彈簧的實際安裝過程中，由于彈簧箱體較大，會出現(xiàn)按圖布置彈簧箱體與其它物項碰撞，此種問題處理原則為，保證彈簧安裝高度與圖紙一致前提下，可適當修改彈簧支架中的拉桿及生根位置來滿足實際安裝要求[1]。

3.2 彈簧偏裝

彈簧偏裝是較為特殊的情況，出現(xiàn)此類情況原因：由于力學報告中，除彈簧安裝高度方向外，在水平面上管道支架點可能存在水平位移較大情況，此時若彈簧仍然完全垂直安裝，在管道某一工況下，會出現(xiàn)彈簧偏移角度較大，為防止此類情況出現(xiàn)，在支架設計時，設計者會設置與最大位移方向相反的偏裝。若安裝圖中存在偏裝要求，現(xiàn)場安裝時應嚴格按圖施工，保證偏轉值與圖紙一致[2]。

3.3 雙彈簧等距

彈簧支架圖中會出現(xiàn)雙彈簧現(xiàn)象，針對雙彈簧支架，安裝中需特別注意，兩彈簧與管道中心距離為等距，現(xiàn)場安裝過程中需保證。

3.4 彈簧拉桿變大

通過標準支吊架手冊可知，每一個彈簧型號有唯一對應型號拉桿，設計支架時設計者會核對彈簧所對應拉桿最大載荷與支架對應設計載荷進行比較，若彈簧對應拉桿最大載荷小于支架設計載荷，則需對拉桿進行變徑。現(xiàn)場安裝過程中，需核對廠家供貨的彈簧拉桿是否與按設計要求進行了變徑。

3.5 彈簧釋放

彈簧箱到貨時，彈簧箱已根據設計對安裝高度的要求進行了鎖定，由于同一型號彈簧箱對應不同的支吊架有不同的安裝高度，所以現(xiàn)場安裝時需進行認真核對。同時由于水壓試驗管道上的彈簧支架點受力變大，為保護彈簧箱不超限而造成破壞，需保證水壓試驗前彈簧箱處于鎖定狀態(tài)。待水壓試壓后，熱試之前對彈簧箱進行釋放[3]。

4 結語

彈簧的正確安裝對管道的安全運行起到了極其重要的作用，而在實際安裝過程中，由于部分人員對彈簧理解不夠透徹，在安裝過程中會經常出現(xiàn)安裝與圖紙不符情況。本文系統(tǒng)介紹彈簧的選型過程，同時對彈簧安裝注意事項進行總結，可以使施工人員及技術人員對彈簧設計原理及安裝原則有更加透徹的理解，通過本文的論述，能夠使相關人員把握安裝的重點和難點，從而正確發(fā)揮彈簧的作用。