CN111706715A - 一种高温大口径定标高管道支座 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高温大口径定标高管道支座，其特征在于：垫板(2)两面分别与高温管道(1)和上安装座(3)焊接；垫板(2)通过滑动板与下安装座(4)过高温管道中心摩擦滑动，实现高温管道(1)的定标高膨胀和径向均匀膨胀；上安装座(3)共两件，沿高温管道(1)中心左右对称布置，上安装座(1)的底座板(9)为滑动面，底座板(9)滑动方向为过高温管道(1)中心夹角45°射线方向，高温管道(1)发生膨胀后，上安装座(3)与下安装座(4)沿高温管道(1)中心45°夹角射线方向滑动。此装置可提高高温大口径管道抗失稳、破坏能力，提高此类型管道工程稳定性、安全性，减小了支座的制造安装难度和成本。

Description

一种高温大口径定标高管道支座
技术领域
本发明属于压力容器、压力管道领域，尤其涉及一种高温大口径管道支座。
背景技术
目前工业上对大口径管道滑动支撑通常采用鞍式滑动支座形式，鞍式滑动支座结构简单，成本低，但对于发动机试验设备、核工业设备等领域，大口径管道普遍存在高温和大温度梯度的工作工况，现行鞍式支座标准中无法满足高温工况，且鞍式支座滑动支座与管道连接处易出现应力集中，管道在高温作用下，沿管道径向膨胀变形，而通常鞍式支座基础处于常温状态，沿管道径向膨胀量较小，使管道膨胀变形不均匀导致直径允差超标，管道抗失稳能力下降。部分应力已经进入屈服阶段的位置产生塑性应变，导致不可逆的变形。
发明内容
发明目的是提供一种用于高温、温度梯度大的工作环境下，大口径管道定中心轴线标高双向滑动支座。
技术方案是一种高温大口径定标高管道支座，垫板2上、下面分别与高温管道1和上安装座3焊接；上安装座3与垫板2共同支撑高温管道1，上安装座3通过滑动板与下安装座4滑动摩擦，滑动摩擦的接触面位于高温管道1中心膨胀方向射线上，实现高温管道1的定标高膨胀和径向均匀膨胀；上安装座3共两件，沿高温管道1中心左右对称布置；上安装座1的底座板9为滑动面，其位于高温管道1中心膨胀方向线上，且与高温管道1中心垂直线呈45°夹角，高温管道1发生膨胀后，上安装座3和下安装座4通过底座板9沿高温管道1中心膨胀射线方向滑动。
优选地，所述下安装座4共两件，沿高温管道1中心左右对称布置，分别连接上安装座3与土建基础，承受重力和侧向压紧力。下安装座4通过筋板13、横筋14、型钢底座15、下底板16和非金属滑动板217组合承受高温管道1的重力、压紧力，下安装座4的非金属滑动板112材质为聚四氟乙烯，通过压板14塞焊和胶黏剂与上板13牢固，非金属滑动板112与上安装座3的底座板9配合制作，底座板9与非金属滑动板112接触面完全贴合。
优选地，两个轴向限位挡板5与下安装座4和上安装座3共同配合安装，实现高温管道1轴向滑移功能，两个侧向限位挡板6与下安装座和上安装座3配合安装，实现高温管道1侧向滑移功能。高温管道1轴向滑动实现过程为：当高温管道1在轴向滑动时，轴向限位挡板5限制住下安装座4非金属滑动板217的相对滑移，仅通过非金属滑动板112进行上安装座3和下安装座4的滑移，从而实现管道轴向滑动，轴向限位挡板5与下安装座单边间隙为2mm。
优选地，高温管道1侧向滑动实现过程为：当高温管道1在轴测滑动时，上安装座3通过与下安装座(4)压紧作用带动下安装座4进行侧向滑动，侧向位移允许量为侧向限位挡板6与下安装座4单边间隙不大于10mm。
底座板9宽度B比高温管道1保温层厚度、上安装座3与下安装座4滑动面宽度和高温管道1膨胀径向位移的总和大50mm。
下安装座4的非金属滑动板112与底座板9配合，保证接触面在高温管道1径向方向，使底座板9与非金属滑动板12接触面完全贴合，保证高温管道1膨胀过程中滑动平顺，变形均匀。
加强环筋7连接两个上安装座3，对上安装座3进行整理加强；钢底架8连接两个下安装座4，加强整体结构稳定性和强度。上安装座3的筋板10延伸至高温管道1水平中心线，筋板10在管道轴向设3-5个，每两个筋板10间设若干横筋11，提高上安装座3整体强度；下安装座4的型钢底座15下设非金属滑动板217，通过压板18塞焊和胶黏剂与下底板16牢固连接，下底板16与土建预埋钢板焊接。
有益效果是本发明是一种在发动机试验设备、核工业设备等领域中为实现高温、大温度梯度工况下，大口径管道定标高、双向滑动的功能需求。此装置可提高高温大口径管道抗失稳、破坏能力，提高此类型管道工程稳定性、安全性，尽量减小了支座的制造安装难度和成本，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1高温大口径定标高管道支座主视图；
图2高温大口径定标高管道支座侧视图；
图3上安装座视图；
图4下安装座B向旋转视图；
图5下安装座C-C剖视图；
图6限位挡板视图。
具体实施方式
如图1-6所示，本发明适用于大口径管道高温、大温度梯度工况时使用的定标高双向滑动管道支座。
1)所述结构包括上安装座3，与垫板2共同作用支撑连接高温管道1。该部件沿管道中心左右对称共两件。上安装座1的底座板9为滑动面，底座板9滑动面方向为过高温管道1中心夹角45°射线方向，管道发生膨胀后上安装座3与下安装座4沿管道中心45°夹角射线方向滑动，保证管道中心相对位置不变，即定管道标高，同时使管道均匀膨胀。
2)所述上安装座3的底座板9宽度B大于高温管道1保温层厚度、上安装座3与下安装座4滑动面宽度和高温管道1膨胀径向位移总和，保证管道膨胀过程中不发生干涉、卡死现象。
3)所述下安装座4沿管道中心左右对称共两件，连接上安装座3与土建基础，承受重力和侧向压紧力，下安装座4的非金属滑动板112与上安装座3的底座板9配合制作，保证45°接触面在管道径向方向，使底座板9与非金属滑动板12接触面完全贴合，保证管道膨胀过程中滑动平顺，变形均匀。
4)所述下安装座4设非金属滑动板217，配合轴向限位挡板5实现轴向滑动。通过压紧上安装座3，配合侧向限位挡板6实现侧向位移和限位功能。
5)所述上安装座3通过加强环筋7进行加强结构强度，下安装座4通过钢底架8加强结构稳定性和强度。
实施例1
一种高温大口径定标高管道支座，高温大口径定标高管道支座包括主要有一个垫板2，该部件与高温管道1和上安装座3焊接，避免应力集中。两个上安装座3，该部件通过滑动板与下安装座4过高温管道中心摩擦滑动，实现高温管道1的定标高膨胀和径向均匀膨胀。两个下安装座4，该部件除实现高温管道1的定标高膨胀和径向均匀膨胀外，与轴向限位挡板5和侧向限位挡板6配合实现管道双向滑移功能。两个轴向限位挡板5，该部分与下安装座4和上安装座3共同配合实现管道轴向滑移功能。两个侧向限位挡板6，该部分与下安装座和上安装座3共同配合实现管道侧向滑移功能。一个加强环筋7，该部分连接两个上安装座3，对上安装座3进行整理加强，减小根部应力集中。一个钢底架8，该部分连接两个下安装座4，加强整体结构稳定性和强度。
实施例2
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
1)如图1-2所示，上安装座3和下安装座4均为钢板制结构，具有成本和制造难度较低的特点，上下安装座通过接触面压紧承受重力，根据管道外载荷大小，核算得出上安装座3和下安装座4滑动面积，即受力截面。垫板2宽度L1大于上安装座3的底座板9宽度L2约100～200mm。
2)如图3所示，上安装座3的筋板10延伸至高温管道1水平中心线，筋板10在管道轴向设3～5个，每两个筋板10间设若干横筋11，提高上安装座3整体强度。
3)上安装座3的底座板9为滑动面，材质为不锈钢板，需要机加到一定粗糙度，底座板9滑动面方向为过高温管道1中心夹角45°射线方向，底座板9宽度B大于高温管道1保温层厚度、上安装座3与下安装座4滑动面宽度和高温管道1膨胀径向位移总和约50mm。
4)如图4、5所示，下安装座4共两件，左右对称，连接上安装座3与土建基础，下安装座4通过筋板13、横筋14、型钢底座15、下底板16和非金属滑动板217组合承受重力、压紧力。下安装座4的非金属滑动板112材质为聚四氟乙烯，通过压板14塞焊和胶黏剂与上板13牢固，非金属滑动板112与上安装座3的底座板9配合制作，保证45°接触面在管道径向方向，使底座板9与非金属滑动板112接触面完全贴合。
5)下安装座4的型钢底座15下设非金属滑动板217，通过压板18塞焊和胶黏剂与下底板16牢固，下底板16与土建预埋钢板焊接。
6)如图6所示，轴向限位挡板5和侧向限位挡板6高度H略低于下安装座4的型钢底座15高度，轴向限位挡板5长度L7为下安装座4长度2*L5+L9，侧向限位挡板6长度L8为下安装座4长度L6。
7)管道轴向滑动实现过程为当管道在轴向滑动时，轴向限位挡板5限制住下安装座4非金属滑动板217的相对滑移，仅通过非金属滑动板112进行上安装座3和下安装座4的滑移，从而实现管道轴向滑动。一般轴向限位挡板5与下安装座单边间隙2mm左右，轴向滑动位移允许量为L3，即L1-L4-压板14宽度。
8)管道侧向滑动实现过程为当管道在轴测滑动时，上安装座3通过与下安装座(4)压紧作用带动下安装座4进行侧向滑动，侧向位移允许量为侧向限位挡板6与下安装座4单边间隙，一般不大于10mm。
9)通过加强环筋7连接两个上安装座3整体进行加强结构强度，减小上安装座3的底座板9和管道焊接处应力集中。通过钢底架8连接两个下安装座4为整体加强结构稳定性和强度。
本发明是针对上述鞍式滑动支座中存在的不足而设计了一种高温大口径定标高管道支座，其目的是管道在高温、温度梯度大的工作环境下，管道能在定中心轴线标高的情况下实现径向自由膨胀和双向自由滑动。减少管道内部和支座根部应力集中，避免因管道膨胀不均匀产生弯曲、失稳等现象，提高管道工程可靠性。

Claims (10)

1.一种高温大口径定标高管道支座，其特征在于：垫板(2)上、下面分别与高温管道(1)和上安装座(3)焊接；上安装座(3)与垫板(2)共同支撑高温管道(1)，上安装座(3)通过滑动板与下安装座(4)滑动摩擦，滑动摩擦的接触面位于高温管道(1)中心膨胀方向射线上，实现高温管道(1)的定标高膨胀和径向均匀膨胀；上安装座(3)共两件，沿高温管道(1)中心左右对称布置；上安装座(1)的底座板(9)为滑动面，其位于高温管道(1)中心膨胀方向线上，且与高温管道(1)中心垂直线呈45°夹角，高温管道(1)发生膨胀后，上安装座(3)和下安装座(4)通过底座板(9)沿高温管道(1)中心膨胀射线方向滑动。
2.如权利要求1所述的支座，其特征在于：所述下安装座(4)共两件，沿高温管道(1)中心左右对称布置，分别连接上安装座(3)与土建基础，承受重力和侧向压紧力。
3.如权利要求1所述的支座，其特征在于：下安装座(4)通过筋板(13)、横筋(14)、型钢底座(15)、下底板(16)和非金属滑动板2(17)组合承受高温管道(1)的重力、压紧力，下安装座(4)的非金属滑动板1(12)材质为聚四氟乙烯，通过压板(14)塞焊和胶黏剂与上板(13)牢固，非金属滑动板1(12)与上安装座(3)的底座板(9)配合制作，底座板(9)与非金属滑动板1(12)接触面完全贴合。
4.如权利要求1所述的支座，其特征在于：两个轴向限位挡板(5)与下安装座(4)和上安装座(3)共同配合安装，实现高温管道(1)轴向滑移功能，两个侧向限位挡板(6)与下安装座和上安装座(3)配合安装，实现高温管道(1)侧向滑移功能。
5.如权利要求4所述的支座，其特征在于：高温管道(1)轴向滑动实现过程为：当高温管道(1)在轴向滑动时，轴向限位挡板(5)限制住下安装座(4)非金属滑动板2(17)的相对滑移，仅通过非金属滑动板1(12)进行上安装座(3)和下安装座(4)的滑移，从而实现管道轴向滑动，轴向限位挡板(5)与下安装座单边间隙为2mm。
6.如权利要求1所述的支座，其特征在于：高温管道(1)侧向滑动实现过程为：当高温管道(1)在轴测滑动时，上安装座(3)通过与下安装座(4)压紧作用带动下安装座(4)进行侧向滑动，侧向位移允许量为侧向限位挡板(6)与下安装座(4)单边间隙不大于10mm。
7.如权利要求1所述的支座，其特征在于：底座板(9)宽度B比高温管道(1)保温层厚度、上安装座(3)与下安装座(4)滑动面宽度和高温管道(1)膨胀径向位移的总和大50mm。
8.如权利要求1所述的支座，其特征在于：下安装座(4)的非金属滑动板1(12)与底座板(9)配合，保证接触面在高温管道(1)径向方向，使底座板(9)与非金属滑动板(12)接触面完全贴合，保证高温管道(1)膨胀过程中滑动平顺，变形均匀。
9.如权利要求1所述的支座，其特征在于：加强环筋(7)连接两个上安装座(3)，对上安装座(3)进行整理加强；钢底架(8)连接两个下安装座(4)，加强整体结构稳定性和强度。
10.如权利要求1所述的支座，其特征在于：上安装座(3)的筋板(10)延伸至高温管道(1)水平中心线，筋板(10)在管道轴向设3-5个，每两个筋板(10)间设若干横筋(11)，提高上安装座(3)整体强度；下安装座(4)的型钢底座(15)下设非金属滑动板2(17)，通过压板(18)塞焊和胶黏剂与下底板(16)牢固连接，下底板(16)与土建预埋钢板焊接。
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