使用Caesar II的管道工程师的弹簧吊架选择和设计指南(PDF格式)

弹簧吊架是管道工业的一个组成部分。使用弹簧吊架来支撑管道重量是每个管道工程师都熟悉的。每当一些刚性支撑由于其热运动而无法承受载荷或刚性支撑对设备连接产生不良影响时，管道工程师建议使用弹簧吊架来分担一些载荷并保持管道系统的安全。

对于任何给定的应用，选择合适类型的悬挂支架取决于各个管道的配置和工作要求。

弹簧衣架有两种。

1. 可变弹簧吊架-负载在其整个工作范围内变化
2. 恒定弹簧吊架-在其整个工作范围内负载保持恒定。

下面的文章将为使用Caesar II分析管道系统时选择可变和恒定弹簧吊架提供一个简单的指导。

可变弹簧的选择程序

1.确定所需的热负荷和管道运动(向上或向下)。

2.根据目录估计行程范围。

3.选择在工作行程内具有热负荷的最小弹簧尺寸(中档)。

4.确保冷负荷在弹簧的工作范围内，即在选择图中所示的两条深黑线之间。冷负荷计算方法如下:

• 冷负荷=运行负荷+移动x弹簧速率(管道向上移动)或
• 冷负荷=工作负荷-移动x弹簧速率(管道向下移动)

5.如果在选型图中冷负荷超出工作范围，则选择更高的弹簧尺寸或下一个行程范围。

6.检查所选弹簧的可变性

通常，对于非关键系统，变异性在整个行程中被限制在25%。对于关键系统，如蒸汽连接终止于涡轮机和管道连接到旋转设备，如压缩机等变异性限制在10%。如果变化超过允许值，则在相同负载范围内选择较大尺寸的弹簧或较小的弹簧速率。

7.根据可用的空间和可用的结构类型选择弹簧的类型并检查其可行性。

恒弹簧的选择程序悬挂器

当垂直移动超过50mm时，或当需要限制负载向设备相邻端子的转移时，或当弹簧变异性超过25%时，应选择恒力弹簧。

1.确定载荷和总运动。

总移动量=设计移动量+超移动量超移动量=设计移动量的20%或25mm，以较高者为准。

2.从负载图中选择弹簧，请记住所选弹簧必须位于工作范围内(在红黑线之间)。

3.根据可用的空间和可用的结构类型选择弹簧的类型并检查其可行性。

4.弹簧箱必须能够自由移动，不受任何限制。

5.应力工程师在向土建提供基础信息时，必须检查弹簧载荷法兰和弹簧底板的偏心(见图1)。

凯撒II的弹簧衣架选择程序

1.CAESAR-II吊架选择的默认设置:在输入弹簧选择之前，最好为衣架设计做一个默认的凯撒设置。

2.在特定节点的弹簧选择过程中，会出现以下辅助电子表格。该电子表格的设置将按下图所示完成。

注1:最大允许旅行限制:此字段用于指定可变支撑悬挂器可能承受的行程量的限制。如果运动超过这个范围的限制，凯撒将被迫选择恒力弹簧，即使可变力弹簧可以达到我们的目的。通过输入一个非常小的数字，例如0.001，就可以设计出恒功悬挂器。

注2:免费代码:在悬挂器设计过程中，离悬挂器很近的设备连接处的锚或约束通常会被释放，从而使通常进入设备喷嘴的负载由悬挂器承载。悬挂器可以设计成承受锚和悬挂器之间管道的几乎全部重量。使用此字段输入节点号和使用自由代码的方向。

免费代码是:-

1. 仅在Y方向上释放锚或约束。
2. 只在Y和X方向上松开锚或约束。
3. 仅在Y和Z方向上释放锚或约束。
4. 释放锚或约束的所有平移自由度。(X, Y, Z)
5. 释放锚或约束的所有平移和旋转自由度。(X, Y, Z, RX, RY, RZ)。请参阅下图。

上述方案5通常会导致相邻悬挂器载荷最大，但仅当悬挂器与锚之间的水平距离在4个管径内时才应使用，如图4所示。

注3:现场吊架数量:为了更好的稳定性，24″及更大的底座式弹簧支架采用2个弹簧罐。

在春季选择时要记住几个要点

• 对于罐型弹簧，从稳定性的角度来看，弹簧高度应该保持最小。如果弹簧高度较小，弹簧上的力矩将减小，弹簧的倾斜(图5)可以避免或显着最小化。
• 弹簧速率越小，载荷变化越小。
• 在设计弹簧支吊架时，应将持续下垂控制在+/-1 mm以内，以使原始管道系统不会受到太大的压力。

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