[发明专利]一种高温高压大直径管道盲端固定支架及其固定方法

说明书

技术领域

本发明涉及管道固定支架技术领域，特别涉及一种高温高压大直径管道盲端固定支架及其固定方法。

背景技术

大直径管道广泛应用于各种工业生产及民用工程，部分管道不仅直径超大，而且管道内流体为高温高压，此类管道固定支架需要与管道基础紧密连接，而管道基础一般处于常温状态，因此管道固定支架节点的温度由管道位置的高温状态迅速降低到支架底部与基础连接部位的常温状态，温度梯度极大。在温度梯度的作用下，节点产生极大的温度自平衡应力，使节点诸多部位材料进入屈服阶段。

当此类支架作为承受管道盲端力的主固定支架时，管道盲端力迫使管道在温度应力作用下已进入屈服阶段的位置产生巨大的塑性应变，支架节点整体发生不可逆转的大变形并最终导致支架失效。

发明内容

本发明的目的在于设计出一种高温高压大直径管道盲端固定支架及其固定方法，主要解决以下技术问题：传统主固定支架节点的构造做法均将高温管道与其主固定支架直接焊接连接为一个整体，以达到传递高温管道外部机械荷载的目的，但由此造成高温管道的热量也传递到管系主固定支架上，造成主固定支架与高温管道连接部分处于与管道一致的高温工作状态，钢材在高温下发生软化，容许使用应力及强度均发生大幅度下滑，造成在同样的外荷载作用下需要更厚重的截面或更多的材料。应用本发明的构造做法，可减小管道系统的主固定支架在工作工况下的工作最高温度，可以在高温管系的主固定支架本身采用不需要求高温工作性能的常规钢材，并减小节点构件的材料截面厚度，降低支架的造价。

为实现上述技目的，本发明采取如下技术方案：

一种高温高压大直径管道盲端固定支架，支设在管道盲端，其特征在于，包括以下部分：

环形反力加劲板，所述环形反力加劲板为套在管道上的一个圆环形金属板，其板面垂直于管道中轴线，且焊接固定在管道的外表面上；

纵向传力加劲板，所述纵向传力加劲板的板面垂直于环形反力加劲板并抵在环形反力加劲板背向管道盲端力作用的一侧，若干个纵向传力加劲板沿环形反力加劲板绕管道均匀排列一周，所述纵向传力加劲板与环形反力加劲板及管道外表面的接触面均焊接连接；

箱型转换环梁，所述箱型转换环梁设置在环形反力加劲板受管道盲端力作用的一侧，所述箱型转换环梁的内环直径大于管道的外径，其与管道外表面之间的间隙不小于管道外保温层厚度和管道外表面径向温度膨胀值的和；所述箱型转换环梁与环形反力加劲板之间均设有间隙，所述间隙内填充能抗压的绝热保温材料；

传力牛腿，所述传力牛腿垂直焊接在箱型转换环梁的外表面上，且绕箱型转换环梁一圈均匀分布；

传力框架，所述传力框架为矩形框，管道从其中间穿过，底部有支腿支设在基础上，整个传力框架位于箱型转换环梁受管道盲端力作用的一侧，传力框架的两侧柱上有用于支承箱型转换环梁的传力牛腿的支承小牛腿。

优选的，所述箱型转换环梁与管道之间的间隙内也填充能抗压的绝热保温材料。

多个支架单元时，相邻支架单元沿管道中轴线方向的距离根据场地条件及受力条件综合考虑确定，以综合造价经济性为目标条件；相邻支架单元的传力框架之间由平行于管道轴线的横梁刚接连接成整体。

优选的，还包括起加强作用的框架斜撑，其支撑在传力框架上。

优选的，所述传力框架、横梁和框架斜撑三者一体成型。

优选的，所述传力牛腿至少有两个。

本发明还提供利用上述的高温高压大直径管道盲端固定支架进行的管道盲端的固定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、确定支架安装位置：根据工艺条件需求及场地条件选定支架位置，确定支架单元的安装个数及安装距离；

步骤二、设置环形反力加劲板：确定支架安装位置后，在管道外设置垂直于管道表面及管道中轴线的环形反力加劲板，并将其与管道焊接连接在一起；

步骤三、设置纵向传力加劲板：在环形反力加劲板背向管道盲端力作用的一侧增加同时垂直于管道表面及环形反力加劲板的纵向传力加劲板，纵向传力加劲板在管道圆周上均匀分布；纵向传力加劲板与管道上的环形反力加劲板及管道焊接连接；

步骤四、设置箱型转换环梁：在管道上环形反力加劲板受管道盲端力作用的一侧设置一道箱型转换环梁，箱型转换环梁的环形内表面与管道外表面之间留有一定间隙，此间隙需大于等于管道外保温厚度及管道外表面径向温度膨胀值之和；

步骤五、传力牛腿的设置：在箱型转换环梁的外侧圆环表面上设置数个传力牛腿，传力牛腿沿箱型转换环梁圆周均匀分布；