雙螺栓管夾在限位支吊架管道的冷緊
管道設(shè)限位支吊架后,管道為膨脹補(bǔ)償由限位支吊架分成若干個(gè) 立管段,管系的雙螺栓管夾冷緊方式和具體工藝要求,也 與無(wú)限位時(shí)有所不同。
為了說(shuō)明設(shè)有限位支吊架管系的雙螺栓管夾冷緊 點(diǎn),首先回顧一下無(wú)限位管系的冷緊。
管系無(wú)限位時(shí),整個(gè)管系為一個(gè)膨脹補(bǔ)償段,三個(gè)方向的冷緊集中在一個(gè)冷緊口進(jìn)行。
雙螺栓管夾冷緊時(shí),如果冷緊口兩側(cè)的冷緊位移量不按兩側(cè)管段的柔變進(jìn)行分配,則冷緊裝置未松開(kāi)前,兩側(cè)管段冷緊效果不相同;但冷緊裝置松開(kāi)后,管道可按各段的柔度自行調(diào)整冷緊位移量, 別是支吊架的荷重調(diào)好后,管道重量對(duì)冷緊位移的影響因素可以消除,管道各點(diǎn)的冷緊位移,完全由管道各段柔度自行調(diào)整,熱位移時(shí),各點(diǎn)的熱位移量也是按各段柔度自行分配膨脹量,達(dá)到整體管道為同一冷緊比。因此,對(duì)無(wú)限位管道的冷緊,其冷緊口兩側(cè)的冷緊位移量,可不作嚴(yán)格的限制,也可以靠管道重力進(jìn)行冷緊,因?yàn)樗鼈儗?duì)冷緊效果的影響,只存在于冷緊裝置未松開(kāi)前,或支吊架荷重未調(diào)好前,對(duì) 終雙螺栓管夾冷緊效果并無(wú)實(shí)質(zhì)性影響。
管道設(shè)限位支吊架后,由于雙螺栓管夾膨脹位移和冷緊位移受到限位支吊架的制約,故冷緊量如何分配到各限位段,或冷緊口兩側(cè)的冷緊位移如何分配,以及冷緊過(guò)程的工序和工藝,將直接影響到冷緊效果,因而冷緊方法和具體要求也 變得較為復(fù)雜。
有限位支吊架管道的冷緊,按雙螺栓管夾冷緊口數(shù)量分為整體冷緊和分段冷緊兩類;整體冷緊時(shí),整個(gè)管系只設(shè)一個(gè)冷緊口,分段冷緊則每個(gè)限位段都設(shè)冷緊口。按冷緊量的分配方式,可分為按限位段柔度分配冷緊量和按膨脹量分配冷緊量?jī)深?。?duì)冷緊效果有直接影響的是冷緊量的分配方式,而冷緊口的數(shù)量只是具體工藝過(guò)程為不同而已。
分段冷緊是各限位段都設(shè)雙螺栓管夾冷緊口,分別進(jìn)行冷緊。冷緊前需裝好限位支吊架,限位支吊架參與冷嘲熱諷緊。進(jìn)行冷緊前,需對(duì)各冷緊量統(tǒng)一進(jìn)行檢查,然后依次進(jìn)行冷緊。冷緊過(guò)程中,限位支吊架不作調(diào)整。
分段雙螺栓管夾冷緊采用按限位段管道柔度分配冷緊量時(shí),由于各限位段的柔度和膨脹量并不成比例,各際位段的冷緊比不相同, 別是各限位段的柔度和膨脹量之比相差懸殊時(shí),各段冷緊比 會(huì)相差很大。冷緊結(jié)束時(shí),限位點(diǎn)兩側(cè)的冷緊力大小相等方向相反,限位支吊架不受冷緊力。對(duì)端點(diǎn)的冷緊力和管道的冷緊應(yīng)力,與同一總冷緊量的無(wú)限位時(shí)相同。管道熱態(tài)時(shí),限位點(diǎn)兩側(cè)的熱態(tài)推力不相等,限位支吊架承受熱脹推力。
管道二次應(yīng)力不但要看應(yīng)力水平,而且還要看雙螺栓管夾冷熱態(tài)的應(yīng)力變化幅度。而冷緊比大小并不能改變二次應(yīng)力冷熱態(tài)的變化幅度,冷緊比只能改變冷熱態(tài)的應(yīng)力值。因此,只要二次應(yīng)力值和端點(diǎn)推力滿足要求,冷緊比可大可小,各限位段的冷緊比也不必強(qiáng)求一律,這是按限位段柔度分配冷緊量冷緊法實(shí)際應(yīng)用的前題。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,有的限位段冷緊比只有0.5左右,而另一些限位段的冷緊比高達(dá)1.5以上。
分段冷緊采用按限位段的膨脹量分配冷緊量時(shí),各限位段的冷緊比相同。冷態(tài)時(shí),由于限位點(diǎn)兩側(cè)的冷緊力值不等,限位支吊架承受冷緊力。雙螺栓管夾熱態(tài)時(shí),管道二次應(yīng)力和對(duì)限位支吊架的推力各限位段按同一比例反向變化(相對(duì)于冷態(tài)的);如果冷緊比取1、冷緊有效系也為1、則熱態(tài)時(shí)各管道段的二次應(yīng)力為零,限位支吊架和端點(diǎn)熱脹推力也為零。
整體冷緊只設(shè)一個(gè)冷緊口。當(dāng)采用不同的冷緊位移分配方式時(shí),冷緊效果和冷緊工藝要求也不相同。
當(dāng)采用按各限位段的柔度分配冷緊位移時(shí),限位支吊架不參與雙螺栓管夾冷緊,限位支吊架一般應(yīng)在冷緊后安裝。此法的冷緊效果、限位支吊架的冷熱態(tài)推力,等效于按柔度分配冷緊量的分段冷緊。如果限位支吊架在各支吊架荷重調(diào)整后安裝,則冷緊口兩側(cè)的冷緊位移也與無(wú)限位時(shí)一樣,可不作嚴(yán)格要求。如限位支吊架需在冷緊前安裝(如限位剛吊),則冷緊口兩側(cè)的冷緊位移量和已安裝的限位支吊架的冷緊位移量(即冷緊時(shí)限位支吊架的調(diào)整量),冷緊過(guò)程中需按要求嚴(yán)格控制。
按限位段的膨脹量分配冷緊的雙螺栓管夾整體冷緊,等效于按膨脹量分配冷緊量的分段次冷緊。冷緊時(shí)需對(duì)冷緊口兩側(cè)和各限位點(diǎn)的冷緊位移進(jìn)行嚴(yán)格控制,故限位支吊架需在冷緊前裝好。
各種冷緊方式的冷緊工序和具體要求,應(yīng)遵守下列原則:
采用按限位段柔度分配冷緊量的分段冷緊時(shí),冷緊前各限位支吊架需事先裝好,各冷緊口的冷緊量應(yīng)統(tǒng)一檢查,各冷緊值由設(shè)計(jì)給定。雙螺栓管夾各冷緊口兩側(cè)的冷緊位移量,一般可不進(jìn)行嚴(yán)格控制。
設(shè)有限位剛吊的管系,冷緊次序從管道 下方冷緊口開(kāi)始,如管系中無(wú)其他方向限位時(shí),x、z向冷緊宜放在 一個(gè)冷緊口進(jìn)行。如管系中有x、z向限位所在管段的y向冷緊,然后依次進(jìn)行相臨冷緊口的冷緊。
顯然,當(dāng)管系中有多個(gè)限位點(diǎn), 別是有多個(gè)不同方向的限位時(shí),冷緊工序?qū)⒆兊煤軓?fù)雜。
采用按限位段膨脹量分配冷緊量的分段冷緊,與前者比較,只是冷緊量分配方式和冷緊效果不同,冷緊工序和要求則一樣。
采用按限位段柔度分配冷緊位移的雙螺栓管夾整體冷緊時(shí),冷緊前限位支吊架一般不裝(承垂的限位支吊架可裝),限位支吊架需在支吊架荷重調(diào)好后裝。冷緊口兩側(cè)的冷嘲熱諷緊位移量,可不作嚴(yán)格規(guī)定。冷緊過(guò)程與無(wú)限位時(shí)大體相同。 別需要指示的是,支吊架荷重調(diào)整,不但包括各彈性支吊架,也包括承重的限位支吊架(需實(shí)測(cè)整定),此冷態(tài)荷重由設(shè)計(jì)給定。
采用按限位段膨脹量分配雙螺栓管夾冷緊量位移的整體冷緊工序。
圖例中,設(shè)有C1、C2 2個(gè)限位剛吊進(jìn)行y向限位。冷緊前則吊應(yīng)裝好。
若冷緊口在@位置,則上冷緊口的y向冷緊位移量對(duì)應(yīng)e膨脹量,下冷緊口y向冷緊位移量對(duì)應(yīng)(e2+e3)膨脹量。緊上冷緊口時(shí),松剛吊C1和附近的支吊架,必要時(shí)再加輔助冷緊力,使C1的y向雙螺栓管夾冷緊位移量達(dá)到對(duì)應(yīng)e1膨脹量(冷緊比為1時(shí)等于e1膨脹量),然后固定C1剛吊。緊下冷緊口時(shí),首先通過(guò)C2剛吊進(jìn)行冷緊,使C2吊點(diǎn)的y向冷緊位移達(dá)到對(duì)應(yīng)e2的膨脹量,然后固定C2剛吊。 通過(guò)外加冷緊力使下管口y向冷緊位移達(dá)到對(duì)應(yīng)(e2+e3)膨脹量。Z向冷緊位移,可在上、下兩個(gè)管口適當(dāng)分配(與無(wú)限位進(jìn)相同)。
若冷緊口在b位置,上管口的y向冷緊位移量對(duì)應(yīng)(e1+e3)膨脹量,下管口y向冷緊位移量對(duì)應(yīng)e2膨脹量。冷緊宜從上管口開(kāi)始。首先松C1和附近支吊架,必要時(shí)加輔助冷緊力,使C1吊點(diǎn)的y向冷緊位移達(dá)到對(duì)應(yīng)e1膨脹量,后定位C1剛吊;繼續(xù)松C2和附近支吊架,并加輔助冷緊力,使C2吊點(diǎn)的y向冷緊位移達(dá)到對(duì)應(yīng)(e1+e3)膨脹量,定位C2剛吊。 冷緊下管口。
若冷緊口在C位置,左側(cè)管口冷嘲熱諷緊位移為零,冷緊量全部分配給右側(cè)管口。冷緊工序和要求與b方案大體相同。
分段冷緊不宜用于多限位點(diǎn)的管系;而限位點(diǎn)少時(shí),分段與整體冷緊工序的繁簡(jiǎn)程度并無(wú)多大區(qū)別。 管道施工工序而言,施工中需予為擊洗接口,焊接式流量裝置需在沖管后才能正式安裝,管道安裝工作難以一次正式完成,給分段冷緊工作帶來(lái)困難。因此,雙螺栓管夾整體冷緊方式 顯出通用性廣、簡(jiǎn)便、實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。 別是按管段柔度分配冷緊位移的整體冷緊,冷緊工序與無(wú)限位管道沒(méi)有什么區(qū)別。
采用按限位段膨脹量分配冷緊量或冷緊位移的冷緊方法,有較小的熱態(tài)二次應(yīng)力和較小的熱態(tài)端點(diǎn)推力。而冷緊的主要目的 在于使熱態(tài)二次應(yīng)力減小,使管道投運(yùn)初期的蠕動(dòng)速度減小,因而此種冷緊方式較為合理。當(dāng)然,實(shí)際管道的二次應(yīng)力水平一般都較小,不是管道設(shè)計(jì)的主要矛盾,故雙螺栓管夾近柔度分配冷緊量或冷緊位移的冷緊方式,在實(shí)際工程中也多有采用。按柔度分配冷緊量的方式,在冷緊過(guò)程中,對(duì)承重支吊架的荷重狀態(tài)無(wú) 殊要求,冷緊工序也較為簡(jiǎn)便。
滄州力瑞管道設(shè)備有限公司 雙螺栓管夾