进行管道设计时,应在保证管道具有足够的柔性来吸收位移应变的前提下,使管道的长度尽可能短或投资尽可能少。在管道柔性设计中,除考虑管道本身的热胀冷缩外,还应考虑管道端点的附加位移。设计时,一般采用下列一种或几种措施来增加管道的柔性。


 1. 改变管道的几何布置


    改变管道的几何布置(L型或π型等),是增加管道柔性最理想的选择,在管道两端点固定的前提下,无论是二维平面内还是三维空间内或者二者组合后改变管道走向,都是通过增加管道长度和弯头数量的方式来增加管道的柔性。


 2. 在管道支撑时选择弹簧支吊架


    弹簧支吊架可以适当释放所支撑点对垂直位移的约束,进而增加管道柔性。但是如果连续使用弹簧,会对管道的稳定性有一定影响。


 3. 增设膨胀节


    当管径较大、场地空间有限并且需要的补偿量又很大,或设备、工艺等有特殊要求的情况下不能应用改变管道走向时,通常会在管系中增设膨胀节(一般为适用于低压大管径管道的波纹膨胀节)。


  由于波纹膨胀节制造复杂、价格昂贵,并且是管系中的薄弱环节,应尽量避免使用。例如,在SH 3009《石油化工可燃性气体排放系统设计规范》内提出:全厂可燃气体排放系统的管道设计应采用自然补偿。在条文说明内提出:“全厂可燃性气体排放系统是石油化工厂在紧急事故时保证工厂安全的重要手段,其排放管道的配管设计必须安全、可靠。采用自然补偿器进行热补偿可以保证整个系统的管道具有同等的强度,如果使用膨胀节其不可避免地成为系统中的薄弱点,尤其当管道中存在凝结液时,膨胀节极易损坏。国内曾发生过几起因膨胀节引起的火炬气排放管道失稳脱架、断裂事故。”


  常见自然补偿弯的形式见图17.2。


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