壤用技术盘皿 文章编号：１６７４—９１４６（２０１４）０１—００９２—０３ 该工业管道重力弹簧支 架 选型 装技术 陈超，李向明，孙洪兵，杨峰 ０３０００３） （中冶天工集团有限公司，山西 太原摘要：通过对山西大土河２Ｏ万 ａ甲醇厂精脱硫转化工段的变力弹簧类型的选择及设计使用原理的深入分析．对管 材的各项技术参数的测算，将变力弹簧安装位置及载荷受力进行复测，与设计图纸进行比较优化，选择最符合实际 施工要求的变力弹簧及安装方法，深化了对变力弹簧理论及实际安装的认识，对改进变力弹簧施工、验收及同类弹 簧安装具有参考意义 、 关键词：变力弹簧；选型；安装 中图分类号：ＴＱ０５５．８１ 文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４—９１４６．２０１４．０１．０９２ 大土河２０万 甲醇厂精脱硫转化工段因工段 内工艺管道均为中温中压管道，为防止管道热膨胀 变形引发管道位移或撕裂而发生事故，本工段在设 计过程中包含５８台变力弹簧及３台恒力弹簧。以 上弹簧分别安装在平均温度为４００ ｃＩＣ，压力为３ ＭＰａ 的Ｔ艺管道上。 印审审 １一ａ Ａ型 １一ｂ Ｂ型 １一ｃ Ｃ型 １ 变力弹簧的类型和结构特征 变力弹簧使用环境温度为一１９～２００℃。变力 弹簧位移范围分别为３０ ｍｍ，６０ ｍｍ，９０ ｍｍ， １２０ ｍｍ，１５０ ｍｍ，ｌ８０ ｍｍ ６档。变力弹簧载荷范 围为１５４～２１７ ３８１ Ｎ。变力弹簧安装类型： 型为 上螺纹悬吊型（ＴＤＡ，ＴＨ１一Ｃ），见图ｌ－ａ；Ｂ型为 单耳悬吊型（ＴＤＢ，ＴＨ１一Ａ，Ｔ１），见图１－ｂ；Ｃ型 为双耳悬吊型（ＴＤＣ，ＴＨ１一Ｂ，３＂２），见图１－ｃ；Ｄ 型为上调节搁置型（ＴＤＤ，ＴＨ２，Ｔ３），见图１－ｄ； １一ｄ Ｄ型 凰 １一ｅ Ｅ型 １一ｆ Ｆ型 １一Ｏ Ｇ型 Ｅ型为下调节搁置型（ＴＤＥ），见图１一ｅ；Ｆ型为支 撑搁置型（ＴＤＦ，ＴＨ３，Ｔ４），见图ｌ—ｆ；Ｇ型为并 联悬吊型（ＴＤＧ，Ｔ５），见图１一ｇ【”。 图１变力弹簧安装类型 ２弹簧支吊架基本运用原理 的上下两粗线之间。对于位移量较小的管道，有可 ２．１ 弹簧支吊工作载荷和安装载荷的确定 在选择弹簧支吊架时，不论管道运行时位移向 上或向下，均要使＿Ｔ作载荷和安装载荷处于第９３ 页表１（ＨＧ／Ｔ ２０６４４－－１９９８变力弹簧支吊架）内 收稿日期：２０１３—０９—２３；修回日期：２０１３—１２—２６ 作者简介：陈－。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。●●。。。‘ ●‘一 能使工作载荷和安装载荷均处在中线和某一粗线之 间。上述两种情况只要弹簧载荷变化率不超过 ２５％，所选择的支吊架即为合格。载荷变化率可按 下式计算决定 超（１９８４一），男，吉林九台人，技术员，主要从事预算研究 ＳＣＩ－ＴＥＣＩｔ ＩＮＮＯＶＡＴＩｏＮ＆ＰＲＯＩ）ＵＣＴＩＶＩＴＹ 一Ｄ９２一Ｌ～Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１４，Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．２４０ 应用技术 表１弹簧载荷选用表 支吊架类别 １２（１ ９０ ６（） ３（） （） ｌ２７ １３４ １４１ １４７ ０ ０ ０ Ｏ １５４ １５７ １６１ １ １７０ １７９ １８８ １９７ ２０５ ２１０ ２１４ ２ ２３１ ２４６ ２５９ ２７１ ２８３ ２８９ ２９３ ３ ２９６ ３１２ ３２８ ３１３ ３５９ ３６７ ３７４ ４ ４１１ ４３３ ４５４ ４７６ ４９８ ５０９ ５１９ ５ ５５８ ５８８ ６１７ ６４７ ６７６ ６９１ ７０５ （Ｎ） 支吊架类别 支吊架编号 ６ ７ ８ ９ １（１ １１ １２ ７１５ １ ０２２ １ ３７６ １ ８６２ ２ ４１２ ３ ３１２ ７８５ １ ０７６ １ ４４８ １ ９６０ ２ ５３９ ３ ４８６ ８２４ １ １３０ １ ５２１ ２ ０５８ ２ ６６６ ３ ６６（） ８６３ １ １８１ １ ５９３ ２ １５６ ２ ７９３ ３ ８３５ ９０２ １ ２３８ １ ６６６ ２ ２５４ ２ ９２（） ４（）０９ ９２２ １ ２６５ １ ７０２ ２ ３０３ ２ ９８３ ４ ０９６ ９４１ １ ２９１ １ ７３８ ２ ３５２ ３（）４７ ４ １８３ ３（１ ６０ ９０ １２Ｏ ４ ４７９ ３８ ７６ １１４ １５２ ４ ７１５ ４０ ８０ １２０ １６０ ４ ９５０ ４２ ８４ １２６ １６８ ５ １８６ ４４ ８８ １３２ １７６ ５ ４２２ ４６ ９２ １３８ １８４ ５ ５４０ ４７ ９４ １４１ １８８ ５ ６５８ ４８ ９６ １４４ １９２ １６４ ２１９ ３９２ ３８２ １６７ ２ｒ） １５ １ｆ） ５ １７１ １７４ １７８ １８１ １８４ ４０ ３０ ２０ １（） １８８ １９１ １９４ １９８ ２（）１ ６（） ４５ ３０ １５ ２０４ ２０８ ２１１ ２１４ ２１８ ８０ ６０ ４０ ２０ ２２１ ２２４ ２２８ ２３１ ２３４ ２２３ ２２８ ２３２ ２３７ ２４１ ２４６ ２５（１ ２５５ ２５９ ２６４ ２６８ ２７３ ２７７ ２８１ ２８６ ２９０ ２９５ ２９９ ３Ｏ４ ３０８ ３１３ ３０８ ３１４ ３２０ ３２６ ３３２ ３３９ ３４５ ３５１ ３５７ ３６３ ３６９ ３７６ ３８２ ３８８ ３９１ ４００ ４Ｏ６ ４１２ ４１９ ４２５ ４３１ ３９（） ３９８ ４０６ ４１３ ４２４ ４２９ ４３７ ４４５ ４５２ ４６Ｏ ４６８ ４７６ ４８４ ４９４ ４９９ ５０７ ５１５ ５２３ ５３（） ５３８ ５４６ ５３（） ５４１ ５５２ ５６３ ５７３ ５８４ ５９５ ６０６ ６１７ ６２８ ６３８ ６４９ ６６０ ６７１ ６８２ ６９３ ７０３ ７１４ ７２５ ７３６ ７４７ ７５７ ７２０ ７３５ ９６１ １ ３１８ １ ７７４ ２ ４ｆ）１ ３ １１０ １ ２７（） ５ ７７６ ４９ ９８ １４７ １９６ ９８１ １ ３４５ １ ８１０ ２ ４５０ ３ １７４ ４ ３５８ ５ ８９３ ５０ １Ｏ０ １５０ ２０（｝ ６（）１１ ５１ １（）２ １５３ ２０４ ６ １２９ ５２ １（）４ １５６ ２０８ ６ ２４７ ５３ １０６ １５９ ２１２ ６ ３６５ ５４ １（）８ １６２ ２１６ ６ ４８３ ５５ １１（） １６５ ２２（） ６ ６０１ ５６ １１２ １６８ ２２４ ６ ７１８ ５７ １１４ １７１ ２２８ ６ ８３６ ５８ １１６ １７４ ２３２ ６ ９５４ ５９ １１８ １７７ ２３６ ７《）７２ ６０ １２（） １８０ ２４（） ７ １９（） ６１ １２２ １８３ ２４４ ７ ３０８ ６２ １２４ １８６ ２４８ ７ ４２６ ６３ １２６ １８９ ２５２ ７ ５４４ ６４ １２８ １９２ ２５６ ７ ６６３ ６５ １３（】 １９５ ２６０ ７ ７７９ ６６ １３２ １９８ ２６４ ７ ８９７ ６７ １３４ ２０１ ２６８ ８（１１５ ６８ １３６ ２０４ ２７２ ８ １３３ ６９ １３８ ２０７ ２７６ ８ ２５１ ７（｝ １４０ ２１０ ２８０ ７１９ １ ０００ １ ３７２ １ ８４７ ２ ４９９ ３ ２３７ １ ４｛５ ７６４ １ ０２（） １ ３９９ １ ８８３ ２ ５１８ ３ ３ｆ）１ ４ ５３２ ７７９ １ ０４０ １ ４２６ １ ９１９ ２ ５９７ ３ ３６４ ４ ６１９ ７９３ １（）５９ １ ４５３ １ ９５５ ２ ６４６ ３ ４２８ ４ ７０６ ８（）８ １（）７９ １ ４８０ １ ９９２ ２ ６９５ ３ ４９１ ４ ７９３ ８２８ １ ０９８ １ ５０７ ２ ０２８ ２ ７４４ ３ ５５５ ４ ８８（１ ８３８ １ １１８ １ ５３４ ２ ０６４ ２ ７９３ ３ ６１８ ４ ９８６ ８５２ １ １３８ １ ５６０ ２ １（）（） ２ ８１２ ３ ６８２ ５（）５５ ８６７ １ １５７ １ ５８７ ２ １３６ ２ ８９１ ３ ７４５ ５ １１２ ８８２ １ １７７ １ ６１４ ２ １７３ ２ ９４０ ３ ８（）９ ５ ２２９ ８９６ １ １９６ １ ６４４ ２ ２０９ ２ ９８９ ３ ８７２ ５ ３１６ ９１１ １ ２１６ １ ６６８ ２ ２４５ ３ ０３８ ３ ９３５ ５ ４（）３ ９２６ １ ２３６ 】６９５ ２ ２８１ ３（）８７ ３ ９９９ ５ ４９（） ９４０ １ ２５５ １ ７２２ ２ ３１７ ３ １３６ ４（）６２ ５ ５７８ ９５５ １ ２７５ １ ７４９ ２ ３５１ ３ １８５ ４ １２６ ５ ６６５ ９７０ １ ２９４ １ ７７６ ２ ３９０ ３ ２３４ ４ １８９ ５ ７５２ ９８４ １ ３１４ １ ８０３ ２ ４２６ ３ ２８３ ４ ２５３ ５ ８３９ ９９９ １ ３３４ １ ８２９ ２ ４６２ ３ ３３２ ４ ３１６ ５ ９２６ １ ０１４ １ ３５３ １ ８５６ ２ ４９８ ３ ３８１ ４ ３８０ ６（｝１３ １ ０２９ １ ３７３ １ ８８３ ２ ５３５ ３ ４３（） ４ ５４３ ６ １（）１ １（）（ ７５ ５（） ２５ ２３８ ３１７ ４３７ ５５４ ２４１ ２４５ ２４８ ２５】 １２０ ９（） ６（） ３ｆ） ２５５ ２６１ ２６８ ２７５ ２８１ ３２２ ３２６ ３３】 ３３５ ３４０ ３４８ ３５２ ３６６ ３７５ ４４３ ４４９ ４５６ ４６２ ４６８ ４８０ ４９２ ５０５ ５】７ ５６１ ５６９ ５７７ ５８５ ５９３ ６０８ ６２４ ６４０ ６５５ ７６８ ７７９ ７９０ ８０】 ８１２ ８２２ ８４４ ８６６ ８８７ ９０９ １（）４３ １ ３９３ １ ９１（） ２ ５７１ ３ ４７９ ４ ５Ｏ７ ６】８８ ８ ３６９ ７１ １４２ ２１３ ２８４ １ ０５８ １ ４１２ １ ９３７ ２ ６０７ ３ ５２８ ４ ５７（） ６ ２７５ １ ０７３ １ ４３２ １ ９６４ ２ ６４３ ３ ５７６ ４ ６３４ ６ ３６２ 】０８７ １ ４５１ １ ９９】 ２ ６７９ ３ ５２５ ４ ６９７ ６ ４１９ ８ ４８７ ７２ 】４４ ２１６ ２８８ ８ ６０４ ７３ １４６ ２１９ ２９２ ８ ７２２ ７４ １４８ ２２２ ２９６ ８ ８１（） ７５ １５ｆ） ２２５ ３００ ８ ９１８ ７６ １５２ ２２８ ３０４ ９ １９４ ７８ １ ５６ ２３４ ３１２ ９ ４２９ ８（） １６０ ２４（） ３２（） ９ ６６５ ８２ 】６４ ２４６ ３２８ ９ ９（１１ ８４ １６８ ２５２ ３３６ １ １０２ １ ４７１ ２（）１８ ２ ７１６ ３ ６７４ ４ ７６４ ６ ５３６ １ １１７ １ ４９１ ２ｆ）４５ ２ ７５２ ３ ７２３ ４ ８２４ ６ ６２３ １ １４６ １ ５３０ ２ ０９９ ２ ８２４ ３ ８２１ ４ ９５１ ６ ７９８ １ １７５ １ ５６９ ２ １５２ ２ ８９７ ３ ９１９ ５（）７８ ６ ９７２ １ ２（）５ １ ６０８ ２ ２０６ ２ ９６９ ４（）１７ ５ ２ｆ）５ ７ １ １６ 】２３４ １ ６４８ ２ ２６０ ３ ０４２ ４ １１５ ５ ３３２ ７ ３２１ 弹簧刚度（Ｎ／ｒａｍ） ３．３５ ４．４６７ ６ １５６ ５．８（）１ １（）．８２１ １４．６９３ １９．６１３ ２６．９０４ ３６．２０９ ４８．９９３ ６３．４７５ ８７．１５０ １１７．８６８ １．６７５ ２．２３４ ２．０７８ ３．９０８ ５．４１（） ７．３１７ ９．８０７ １３．４５２ １８．１０５ ２４．４９７ ３１．７３８ ４３ ５７５ ５８．９３６ １．１１７ １．４８９ ２．０５２ ２．６０８ ３．６（）７ １．８９８ ６．５３８ ８．９６８ １２．０７ １６．３３１ ２１．１５８ ２９ ０５ｌ１ ３９．２８９ ０．８３７ １．１１７ １．５３９ １．９５ ２．７０５ ３．６５３ ４．９０３ ６．７２６ ９．０５２ １２－２１８ １５．８６９ ２１．７８８ ２９．１６７ 载荷变化率＝Ｉ（Ｔ作载荷一安装载荷）／丁作载荷ｌ Ｘ １００％≤２５％． （１） ２５％，则可选用大一梢的Ｔ作位移范 ，查得安装 载荷，再验算载荷变化率；当无法满足载荷变化率 小于等于２５％时，可改用恒力弹簧支吊架。 ２．２安装前需对可变弹簧进行复核运算 因弹簧在安装前需进行复核计算，管道支吊架 式中：管道位移向上时，安装载荷＝Ｔ作载荷＋位 移量×弹簧刚度；管道位移向下时，安装载荷＝丁： 作载荷一位移量×弹簧刚度；若弹簧载荷变化大于 一用技术 是将管道的荷重和承受力传递到厂房梁、柱结构或 其它基础上的一种装置。利用这种装置能正确合理 地对管道支承、悬吊、限位或固定，控制管系应力 水平和管系对接口设备的推力和力矩，以保证管道 和接口设备长期安全运行。 根据 ＡＬ＝ａ（ｔ１一ｔ２）￡， （２） 顶部承载板或滚子与管部紧密接触。调整花兰螺 丝，直至弹簧支吊架的弹簧压板下平面对准刻度板 上的箭头，此时壳体上的定位销基本处于水平位 置，定位销也较容易拔出；若定位销头部上翘，表 示实际载荷超过整定载荷，只要松花兰螺丝直至定 位销水平；反之，定位销头部向下，表示实际载荷 式中：△ 为管道热膨胀伸长量，ｍ；ｏ／为管材的线 膨胀系数；ｔ．为管道运行时的介质温度，℃；ｔ 为 小于整定载荷，此时紧花兰螺丝直至定位销水平。 视下定位块与弹簧压板之间的间隙进行调整， 管道安装时的温度，ｃＩＣ；Ｌ为计算管段的长度，ｍ。 若下定位块与弹簧压板之间无间隙，表示实际载荷 超过整定载荷，只要松花兰螺丝直至下定位块有间 根据上述公式，可复核所用弹簧是否达到管道 要求。如在甲醇精脱硫转化工段中工艺管道中某根 隙，反之，紧花兰螺丝。 变力弹簧支吊架和恒力支吊架卸去锁定装置后 对支吊架状态作一检查；首次试运行达额定参数后 ８ ｈ，目视检查变力弹簧支吊架、恒力支吊架、限位 装置、导向装置、减振器和阻尼器的工作位置。 ４结束语 做好变力弹簧的应力计算及选择工作，复核图 纸上弹簧应力，防止出现问题导致管道损坏，从而 碳钢管道管道工作载荷为６ ０１ｌ Ｎ，运行位移向上； 管道运行时介质温度１２０℃，安装温度为２０℃， 管段长度为ｌ６．７ ｍ，安装采用 型弹簧支吊架，可 以根据以上公式推导出弹簧支吊架型号。由膨胀量 公式ＡＬ＝ａ（ｔ 一ｔ２）Ｌ可将以上数据带人ＡＬ＝１２× ｌ０ （１２０—２０）×１６．７，得出管段上移２０ ｍｍ。 根据表１，暂定弹簧支吊架类型为ＶＳ６０。在表 １中找出１２号弹簧工作载荷为６ ０１１ Ｎ，以６ ０１ｌ Ｎ 对应的ＶＳ６０刻度值向下２０ ｍｍ查出安装载荷为 ７ １９０ Ｎ，根据 保证设备的正常运行。在弹簧支吊架安装前，悬吊 式弹簧支吊架（尤其安装在半空和补强板上）最好 能在安装管道时同时进行，减少重复施＿Ｔ次数。定 载荷变化率＝ 位块必须待清洗管道和水压试验结束后才能拔出， 根据ＨＧ／Ｔ ２０６４４－－１９９８变力弹簧支吊架合理选择 变力弹簧型号，根据ＨＧ ２１６２９－－１９９９管架标准图 选择合适的附件进行弹簧支吊架组装。 参考文献： １工作载荷一安装载荷／工作载荷Ｉ×１００％，（３） ｌ６ ０１ １－７ １９０／６ Ｏ１ １ ｌ×１００％＝１９．６％＜２５％． 因此选用弹簧支吊架型号为ＶＳ６０Ａ１２，与图纸所选 用弹簧型号相符。 ３弹簧支吊架的安装 安装前先将调整管（或称荷重柱）调整到安装 【１】上海化工设计院．变力弹簧支吊架【Ｍ】．北京：中国计划出 版社．１９９８：３—９． 高度，再将弹簧支吊架搁置在被支撑管道下方的梁 或楼板上，用螺栓或焊接固定，并将调整管调整到 （责任编辑邸开宇１ Ｂｒｉｅｆ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｍｏｄｅｌ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｐｏｓｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｆｏｒｃｅ Ｓｐｒｉｎｇ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｉｐｅ Ｃｈｅｎ Ｃｈａｏ，Ｌｉ Ｘｉａｎｇ—ｍｉｎｇ，Ｓｕｎ Ｈｏｎｇ－ｂｉｎｇ，Ｙａｎｇ Ｆｅｎ （ＭＣＣ Ｔｉａｎｇｏｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００３ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｅｅｐ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｏｒｃｅ ｓｐｒｉｎｇ ｔｙｐｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ２００ ０００ ｔ／ａ ｍｅｔｈａｎｏｌ ｐｌａｎｔ ｆｉｎｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ Ｓｈａｎｘｉ ｌａｒｇｅ ｓｏｉｌ ｒｉｖｅｒ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｐｉｐｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｗａｓ ｍｅａ— ｓｕｒｅｄ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｂｅａｒｉｎｇ ｒｅｉｔｅｒａｔｉｏｎ．Ｃｏｍｐ￣ｅｄ ｗｉｈ ｔｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｄｒａｗｉｎｇ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｃｏｎｆｏｒｍ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｏｒｃｅ ｓｐｒｉｎｇ ａｎｄ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｄｅｅｐｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒ－ ｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｖａｒｉａｂｌｅ ｓｐｒｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｈａｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎ． ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｏｒｃｅ ｓｐｒｉｎｇ，ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ ａｎｄ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｍｉｌａｒ ｓｐｒｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｏｒｃｅ ｓｐｒｉｎｇ；ｍｏｄｅｌ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ＳＣＩｌ－－ＴＥＣＨ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ＆ＰＲ０ＤＵＣＴＩＶＩＴＹ 一０９４一Ｌ ａｎ・２０１４，Ｔｏｔａｌ Ｎｏ・２４０
