石化装置中弹簧支吊架的应用

齐腾飞 杨磊

摘 要：弹簧支吊架主要用于当管道在支吊点发生垂直的情况，若管道位置发生变化，承载力也会随之变化，这时就可采用可变弹簧支吊架;承载力没有变化时，仍可采取恒力弹簧支吊架。本文通过分析弹簧支吊架的概述、分类及装配型式进行弹簧支吊架的应用分析，总结弹簧支吊架的优缺点，以望有关人员参考与借鉴。

关键词：弹簧支吊架;管道设计;应用设计;装配型式

引言：

随着我国技术的不断发展，相关石化装置中的弹簧支吊架也随之发展进步，它在实际应用中发挥了关键性作用，在传输运送环节中做出巨大贡献，在一定程度上保障石化装置安稳运行。本文以此为基础，进行了弹簧支吊架的应用分析，意义鲜明。

一、弹簧支吊架的概述及分类

（一）概述

弹簧支吊架在石化装置中发挥着至关重要的作用，支吊架虽然种类繁多，但由于弹簧支吊架应用范围比较广，所以石化装置中主要应用无垂直热位和垂直热位较小的这两种支吊架。在石化装置中采用恒定支吊架，可以在设备发生位移问题时，获得恒定的支撑力，避免出现为装置和设备带来附加力的问题[1]。恒定支吊架大多应用在减少位移作用力的情况下，例如发电厂的水管、风管以及石油化工设备等需要减少位移作用力的情况。

（二）分类

在石化装置中，弹簧支吊架的投资资金并不充足，但弹簧支吊架的作用仍不可忽视。恒力弹簧支吊架大多应用在石油化工装置中，它可以满足管系对它柔性与应力的要求，保障石油化工装置平稳运行。以下是弹簧支吊架的相关分类。

弹簧支吊架分为恒力弹簧支吊架、可变弹簧支吊架、刚性支吊架、限制性支吊架等。对于恒力弹簧支吊架来说，它大多用于管道垂直位移较大的情况以及需要限制荷载的地方。与其相反，可变弹簧支吊架则用于管道垂直位移较小的情况。刚性支吊架与限制性支吊架的区别是，限制性大多以限制和约束热胀引起位移的情况为主，刚性则用于没有位移或位移较小的情况，并适用于允许约束的地方。同时限位支吊架、导向支架、防震支架、阻尼器以及减振器都是弹簧支吊架的一种。

二、常见的弹簧支吊架的装配型式

首先，弹簧支吊架的装配方法其一是选择装配方式。零件的结构放大到一定程度时，选择合适的石化装置零部件，以此满足装配合适的要求。同时需要参考公差范围进行零件分组，挑选一组进行装配，进而满足装配要求。修复也是装配方式的一种，它通过调整指定零件的零件数量实现装配精准度的要求。修复装配可以在一定程度上降低零件的制造精度，适用于小批量生产以及装配精度要求高的情况。

其次，完全互换法也是装配方式之一，在同种类零件中任意挑选一个装配零件，在没有修配的情况下，达到规定的装配要求，即为完全互换法。完全互换法的优点就在于装配简单，操作灵活，生产效率高，适用于组成环数少、精度要求低以及大批量生产的情况下。

最后，在调整零件位置或尺寸情况下，为了满足装配方法的装配精度要求，可以通过更换垫圈、套筒等方式控制零部件，这种方法就是制备方法。它的优点主要是通过精度进行零部件加工，适用于各种场合。

三、弹簧支吊架的应用分析

根据我国目前设备的发展现状，我国可变弹簧支架形式相对统一。根据安装场地的变化，安装方式也要随之调整，可以分为以下几种类型：单耳悬吊型、双耳悬吊型、下调搁置型、支撑搁置型等，安装方式要针对实际情况进行调整。相对而言，弹簧支吊架用于发生垂直热位移的情况下，以下是具体的应用分析。

（一）弱化设备管嘴受力

转动设备在工程设计中具有关键性作用，它包括离心机、离心式压缩机等设备，设备中的管嘴作用力一定要在具体范围内使用，工作人员要对其严格把控，在配管设计中更需要多加注意。

（二）均衡管道载荷

弹簧支吊架除可以运用到上述方面中以外，还可以承担管道载荷，减少因管道载荷提高而产生的工作效能。弹簧支吊架主要用于塔式容器出口和立式容器出口，以塔式容器出口为例，它的管道直径相对比较大，长度较长，工作人员一旦以传统的思维结构设计出口装置，没有灵活变通的想法，只设计承重架，就会导致在一定程度上加重管架载荷，使管架制造相对比较困难，并且增加管道称重设备，最终载荷过大，设备无法满足其要求，进而失去承重能力。因此，工作人员要在管道垂直部分，增加合適的弹簧支吊架，有针对性地调整每个弹簧部分，并采用第三个弹簧支吊架平均分配管道载荷量，以免出现单独一部分管道载荷量超标的情况。

（三）避免管架脱空，预防出现应力超载

弹簧支吊架是一种可变力承重支架，石化装置运行属于冷热交替的状态，并且受弹簧支吊架附加力以及重量不平衡的影响。结合以往工作人员对管道实施应力的分析，我们可以得出，在管道发生热位移的情况时，部分管架会出现脱空问题，最终导致管架无法满足工作要求，失去工作能力[2]。一旦发生以上情况，则会发生极为危险的情况。结合以上情况，相关工作人员会在校核应力时进行二次校核应力。在出现管架脱空的问题时，一次校核应力过大，会超出许用值，最终引起管系问题。工作人员在解决管子因为位移较大而掉下管架的问题时，管架设计要综合考虑弹簧支吊架的位移情况，一般来说，要把弹簧限制在固定范围内。管道在支撑点产生位移的情况下，会出现弹簧切斜或失去稳定性的情况，针对这一情况，工作人员要选择带滚轮荷重板或带聚四氟乙烯的荷重支架，在偏移位置安装支架，进而缩小冷热交替时支架垂直作用线的偏差。对于具有水平位移功能的弹簧，可以采用加长托板或偏装措施进行控制位移，使其位移范围逐渐合理化。

通过以上分析，只有科学挑选弹簧支吊架，并正确安装，才能使管道系统平稳安全地运行。工作人员在设计时要明确弹簧支吊架的特点以及弹簧相关数据，做好分析与设计工作，通过科学的、有针对性地安装弹簧支吊架，完善管道系统的平衡性，提高管道的使用效率与安全性。

四、弹簧支吊架的优缺点

（一）弹簧支吊架的优点

弹簧支吊架外部主要以优质钢材为主，避免在运输途中以及操作过程中出现断裂问题，在很大程度上增加弹簧支吊架的寿命。一方面，弹簧支吊架对于工作环境有很好的适应能力，并且荷载规模较广，用户在选择上很方便。另一方面，弹簧支吊架的制造原料都有极高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性以及优秀的热处理功能等。与此同时，弹簧支吊架的贡献作用是不可估量的。随着我国的工业制造业发展、轿车行业的不断进步，弹簧支吊架愈发需要提前的加工，以此适应国家的发展需要[3]。

（二）弹簧支吊架的缺点

弹簧支吊架在加工的过程中，会经历多层的加工工艺过程，还有最主要的流程注塑工艺，这时弹簧支吊架的外表会有沿着脱模方位的伤害印痕，从而导致弹簧支吊架出现擦破的情况。另外，弹簧支吊架在制作生产的过程中，不可避免地会出现气孔、针孔、裂纹、凹坑等情况。像弹簧支吊架会出现在运转过程中，升到一半暂停的情况，对于这种问题大多是因为起动电容出现故障，工作人员只能采用替换电容或检查电磁阀的方式。

与此同时，生产管道支吊架一般都会采用电阻焊机、冷焊机等设备进行修补，但由于热影响区域范围较小，弹簧支吊架无法预热，只能通过常温冷焊的方式进行修补，所以在没有咬边、残余应力的同时，还无法改变弹簧支吊架的金属安排状况。

结语：综上所述，弹簧支吊架在石化装置中作出巨大贡献，应用效果显著，在弹簧支吊架的正确使用的过程中，使相关设备平稳运行，在一定程度上降低设备载荷，进一步促进石化装置的运行。

参考文献：

[1]敬文娟.弹簧支吊架在气化装置锁斗系统上的应用[J].化工管理，2021 （04）：126-127.

[2]陈波.弹簧支吊架在供热管道系统设计中的应用[J].决策探索（中），2020 （08）：47.

[3]张世伟，黄闪闪.石化装置中弹簧支吊架的应用浅析[J].中外能源，2019， 24（11）：81-86.