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1、E& CTechnol ogyI工程技术张秀敏刘昌中化二建集团有限公司山西太原030021摘要对管托和补偿器在安装时应注意的事项进行了详细的阐述，对运行中常见问题的处理进行了分析。关键词管托补偿器预偏装脱架中图分类号TQ082文献标识码B文章编号16729323(2012)060050-03热力管道输送的是热力介质，随介质温度的变化，管道有明显的热胀冷缩，如果限制了管道自由胀缩，管道产生轴向推力或拉力将破坏管托或支撑结构，也可能对其他管道造成危害，因此，管托和补偿器的设置成为热力管道的生命线，在热力管道的安装、运行和维护中要重点检查其工作状态，确保热力管道的安全运行。1热力管道的特性热力管道除
2、具有一般内压管道的特性外，管道输送热介质时还具有明显的轴向应力和轴向位移，需正确使用各种管托及采取补偿措施来吸收应力和抵消位移。若没有合理的补偿，管道伸缩会受阻，在管道内部引起很大的内力，会破坏焊缝、引起或加速焊缝应力腐蚀，损坏管件、支架、阀门及仪表一次部件等，因此热力管道的重中之重是热力补偿器和管托的设置和安装。常见的补偿有自然补偿和补偿器补偿。自然补偿的补偿量小且管道产生横向位移大，因此采用补偿器进行补偿是行之有效的途径。2热力管道管托和补偿器的安装21管托的类型常见的热力管道的管托有固定管托、滑动管托、滚动管托和导向管托。固定管托多用于热力管道的补偿器的两端，将热力管道分成若干个区段，管
3、道、管托与支撑结构固定为一体，使之不发生相对位移。固定管托使管道按照设计定向膨胀，承受管道膨胀时的推力及收缩时的拉力，因此应具有一定的刚性和强度。滑动管托和滚动管托主要用来支撑管道减小摩擦。靠近具有50l 石油化工建设201206横向位移的补偿器，如旋转补偿器，因不仅有轴向位移，还有垂直于轴向的横向位移，应在与补偿器连接的水平管段设置滑动管托，使得横向位移不受约束。旋转补偿器端水平管段滑动管托设置如图l所示。由于距离L不变。管道膨胀后会使滑动管托发生横向位移图1旋转补偿器端水平管段滑动管托设置导向管托使用在直管段较长的管段上，以防止由于管道轴向膨胀伸长而引起管道横向位移，如应用在波纹补偿器两端
4、，限制管道及补偿器的横向位移。导向管托一般与滑动管托或滚动管托间隔设置。波纹补偿器两端导向管托布置见图2。导向管托波纹补偿嚣，+导向管托波纹补偿器导向管托的设置图2波纹补偿器两端导向管托布置22管托的安装管托的长度必须满足此段管道最大热膨胀量的要求。除固定管托外的其他类型管托必须预偏装，偏装量应不小于管托所在位置膨胀量的一半，偏装向与热膨胀位移向相反。固定管托学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m应与管道和支撑结构固定为一体，焊缝强度应大于管道轴向推力和滑动管托与支撑结构摩擦力之和。滑动管托和导向管托只与管道固定，其焊缝强度应大于管托与支撑结构摩擦力。管托的预偏装见图3
5、。fll 向一靡鸳：一膨雕l Il 2-_向图3管托的预偏装23补偿器的安装补偿器的安装位置除应符合设计要求外，在安装时还要根据补偿器的特性参数考虑是否进行冷拉或预偏装。旋转补偿器必须配对安装在立管上，在管道膨胀时推动立管做相反方向移动以吸收膨胀量，是一种新型的补偿器，其补偿能力较大，安全可靠，也叫做免维护旋转补偿器。工作原理示意图如图4所示。图4旋转补偿器工作原理示意图旋转补偿器在安装时需要进行预偏装，预偏装方向与管道热膨胀方向相反，偏装量为补偿量的二分之一。补偿器进行预偏装后，在运行时补偿器两端与滑动管托在发生横向位移后能够恢复到设计位置，保证了运行状态下热力管道与其他管道或构件的横向安全
6、距离。旋转补偿器预偏装见图5。图5旋转补偿器预偏装示意图波纹补偿器在安装时，应使用外力将波纹补偿器进行拉伸，拉伸作用力分两次逐渐增大，保证波节圆周面受力均匀，在拉伸到补偿量的二分之一后利用自带的拉杆螺母或临时固定装置进行固定，待所有管托安装完毕，且管道压力试验合格后方可松掉拉杆螺母或临时固定装置；波纹补偿器应与连接的管道同心，不得偏斜，波纹补偿器内套筒应顺着介质流向安装，防止介质冲刷补偿波，在波纹补偿器两端应安装导向管托，以保证补偿器很好地吸收管道的轴向位移。3常见问题与处理措施31管托脱架311原因分析(I )管托未预偏装或偏装方向不正确；(2)管托有效长度不满足热膨胀量的要求；( 3) 某
7、些固定管托固定不牢或被破坏而失效，造成位移量和位移方向重新分布，如图6所示。固定管托a1支撑钢梁导向管托bl 固定管托a2导向管托b2导向管托b3固定管托b假设固定管托a2发生们移导致固定管托al 和a3之间的管段热位移重新分布可能导致导向管托b2位移超过管托有效长度两脱架。图6固定管托失效的情况312处理措施应将滑动管托和导向管托向其膨胀方向的反方向预偏装其伸长量的二分之一，核算管托的有效长度是否满足膨胀量要求，固定管托本身及其焊缝强度应满足固定管托承受的载荷。32波纹补偿器失效321原因分析(1)补偿器安装时冷拉超过允许值而失效t(2)因管托脱架，在热介质停止运行时管道收缩受到限制而导致补
8、偿器被拉坏；(3)补偿器与连接的管道同心度偏差过大；322处理措施首先应保证补偿器的冷拉量不得超过补偿器冷拉的允许最大值，其次避免管托脱架，最后应保证波纹补偿器两端的管托高度一致，且靠近波纹补偿器两端的导向管托间距符合设计要求的距离，避免管道在长期高温环境产生挠度超过补偿器的允许变形范围丽破坏。33支撑结构被破坏331原因分析( 1) 因固定管托下的支撑结构刚度不够，或是补偿器失效而导致支撑结构承受过大推力而破坏；(2)因管托发生脱架，在停车时管道收缩，管托的位移被限制导致支撑结构被拉坏。332处理措施为防止支撑结构破坏，固定管托和支撑结构的刚度强度应满足要求，所有补偿器应正常工作，校核管托有
9、效长度是否大于最大补偿量，并对管托进行预偏装，防止管托脱架。34旋转补偿器横向位移过大341原因分析因旋转补偿器补偿能力很强，设计的补偿量过大、补偿器没有预偏装或预偏装的距离不够造成的。横向位移过大会缩小此管段与相邻构件如电缆、危险介质的管道之间的安全距离。石油化工建设201206151学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o mECTechnol ogyI工程技术342处理措施在安装前应校核设计补偿量，计算与补偿器连接的水平管段横向位移是否超过允许值，对补偿器进行正确的预偏装。总之，在热力管道的管托和补偿器安装中，正确设置和安装各种管托，保证管托的安装质量，使得管道能够按照
10、设计要求进行热胀冷缩，是确保运行和停车时热力管道安全的重要措施。根据补偿器的特性合理布置各种补偿器，正确地对补偿器进行冷拉或预偏装，在安装时有必要复核计算管道膨胀量，确保管托预偏装后不会发生脱架现象。固定管托及其支撑结构必须具有足 啊( 上接49页)?处于受控状态，应在预制平台上创造一个水平面：于支撑立柱在平台上的投影位置固定胎具，并将胎具上表面调节到同一水平面。( 3) 十根支撑立柱上表面在同一水平面是保证整单元垂直度达标的基础。因支撑立柱根部全部立于椭圆封头上，故十根立柱长短不一，所以需利用适当方法在立柱的向下端进行接长，使所有支撑立柱等长。( 4) 为保证隔板相互间间距及平行度，隔板平面
11、与立柱上表面所在平面须垂直。为达到这个目标需利用适当方法对隔板进行加强，防止其竖直状态时弯曲变形。(5)焊接“人”字型挡板与隔板相交焊缝时应采取防变形措施：制作与隔板间距等距离的临时槽钢撑在隔板之间以控制相邻隔板间档距。(6) 每块“人”字型挡板焊接完毕后，需打磨干净焊疤，清理干净挡板上方所有焊渣、杂物，一旦进人下一道工序将无法清理。(7) 在安装“人”字型挡板过程中，要反复复测隔板垂直度，便于及时调整偏差。(8)预制最后阶段，外侧两档内最顶层“人”字型挡板暂不安装，为焊接吊装吊耳预留空间。412预制效果预制完成后，对预制好的整单元的主要控制参数进行实际测量，数据如下：(1)支撑立柱档距：最大
12、偏差为2r am ；(2)支撑立柱垂直度：最大偏差不足lm m ；(3)预制部分整体宽度：上表面最大值为53 35m m ，最小值为5330m m ；下表面最大值为5332m m ，最小值为5330m m ；理论值为5330m m ；(4)上表面两条对角线：实测长度分别为7613ram 、7622m m ，理论值为7616m m 。从测量数据分析，整单元预制效果良好( 见图4)，可进入后续吊装安装环节。42安装待第一段简体安装就位后，进入安装环节。421安装中的关键环节(1) 安装前，完成底封头及简体上所有开子L工作，一是安装前便于开孑L，二是为后续施工提供通光环境。52I石油化工建设2012
13、06够的刚度和强度。参考文献lG B503162000( C T_业金属管道设计规范2李昂螬道工程施工及验收标准规范实务全书金版电子出版公司200333张德姜、赵勇佰油化工工艺管道设计与安装北京中国石化出版社20014闵庆凯、王庆顺、陈志国蜡道工实际操作手册)沈阳辽宁科学技术出版社20063(收稿日期：20121015)图4预制成型的整单元( 2) 吊装前，利用投影法在底封头内确定支撑立柱安装的目标位置，并在相应位置点焊立柱底安装的垫板。( 3) 整单元在封头内落位时，需根据封头内实际情况对支撑立柱进行调整的修割处理以保证其垂直度。( 4)安装侧壁板时应将其与隔板之间的间距略放大23ram，以
14、利于剩余两档内的“人”字型挡板能顺利安装到位。(5)安装过程中要及时处理干净焊疤、焊渣、杂物，确认干净后进入下道工序。422安装效果侧壁板安装中，除侧壁板与简体相交缝局部存在间隙过大部位影响焊接(利用千斤顶辅助施工后得以有效解决)，侧壁板间距、垂直度都控制良好。整单元安装进行很顺利，仅对支撑立柱和密封板进行了局部修边，隔板与侧壁板档距、平行度都控制良好，为剩余两档内“人”字型挡板成功安装奠定了基础。安装完成后，复测各项指标，都在设计要求范围内。在后来业主组织的油水分离器专项检查中，安装质量和清洁度都得到了业主的高度肯定。目前，为满足国内日益增加的炼油化工产品需求，炼化企业扩大装置规模，设备大型化是大势所趋，诸如油水分离器之类的大型设备的复杂内件的安装也不会鲜见。在目前炼化建设单位日益重视安全、强夯质量、精细化成本管理的管理念下，事无巨细地对待每个单位工程，权衡安全、质量、成本，寻求三者最优化组合是技术工作者编制施工案的向。( 收稿日期：2012-10一17)学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m