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际上影响管子向下运动。CAESARII在分析过程中用警告来指出这些位置,并在输出报告的弹簧 表中将它们列为恒力弹簧支吊架。当发生上述情况时,应除去这些肇事弹簧或考虑邻近的管架位 置。
8) 当在同一个问题中存在冷紧和弹簧设计时,有一些特殊规定是要考虑的。在约束-重量情况下忽略 冷紧,而在操作工况包括冷紧以计算弹簧位移。实际安装工况应考虑冷紧以便确定存在冷紧时的 弹簧安装设置。用户有责任证实在实际安装工况下的位移应在制造商建议的载荷范围内。通常只 是当在立管上有很大的冷紧而邻近又有一个或多个弹簧支吊架时会有问题。
9) 在充满液体的管线中,弹簧支吊架通常是在管系空的时候安装。在这种情况下有必要忽略“实际” 冷态载荷,在某些情况下最好在现场调整弹簧支吊架来负担一旦管系充液的冷态载荷。
§3.6.CAESARII弹簧支吊架设计控制及选项
CAESARII为用户进行自动弹簧设计时提供了很多选项。这些控制选项可能在很大程度上适用于整个管系,或者部分管系。这些选项在CAESARII用户手册中有详尽描述,这里重点讲解几个选项。 实际冷态载荷计算——这一点在上面已经详细描述了。如果存在下面的情况,用户应定义YES。 l)当管子被弹簧支吊架支承并能够自由垂直移动的情况下要调整弹簧的安装载荷(亦即:在弹簧支 吊架底板和承重板周围设有钢带以防止承重法兰在弹簧冷态位置调整时发生移动)。 2)弹簧附近的管系柔性非常大和/或者弹簧的刚度非常大。
3)对于充液的管系,弹簧在管系全空时安装及设置,用户希望知道空的安装载荷。
采用短程弹簧——CAESARII的弹簧设计法首先试图选择使用短程弹簧,接着是中程弹簧,然后才是长程弹簧。在某些施工现场,短程弹簧被认为是特殊件。只有当已有的弹簧安装间隙很小且从冷态到热态弹簧的行程很小时才使用。在这些情况下,用户可以指定设计法不考虑短程弹簧(而以中程弹簧开始),除非空间限制要求这样。
许用载荷变化率——当热态载荷小于冷态载荷时,固化在弹簧表建议范围内的最大可能载荷变化率接近 100%,而当热态载荷大于冷态载荷时大约为 50%。一般的许用载荷变化率是10%到25%。用户可以通过在一个点指定一个极小的载荷变化率来设计一个恒力弹簧支吊架。
刚性支架位移标准——为了经济(采购、安装及维护)及防振。一般刚性支架比弹簧支吊架更好。因此,当可以在某个位置选择刚性支架来代替弹簧支吊架时,工程师通常希望这种情况发生。弹簧支吊架的定义是:“通过热位移来支承给定载荷的约束”。如果热位移为零或非常小,那么可以假定用刚性支架来
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代替弹簧。假如周围的管于与刚性吊杆相比相对较柔时,这的确是正确的。在某种程度上可以用这个标准来控制刚性支架的选择。在操作工况下计算弹簧处的垂直位移小于给定刚性支架位移标准时,都可以选择刚性支架并作用在其后的工况。注意:在泵或其他旋转设备的附近或者在立管上的弹簧支吊架位置可能并不希望如此,因为这可能造成大的管口载荷或管架的热态锁死或托空。
释放固定架/约束——通常弹簧支吊架设计的一个主要目的是使由于重量造成的设备管口载荷最小。这可以通过在离设备管日最近的弹簧位置强加一个不平衡的热态载荷(通常是过载的)来实现。这个不平衡力作用在管口,因而消除通常在自然分布条件下加在管口上的一些重力,在理想情况下,不平衡的弹簧力可以使设备管口上的载荷尽量接近零。为了施加这个不平衡力,在约束重量情况中,设备管口的固定架通常被“释放”,使其所有重量都加在最近弹簧支吊架的热态载荷上。对于在距离被释放管口的水平方向三倍管径内没有弹簧支吊架的管系要保守地使用这个方法。当在固定点/约束点释放Y方向以外的方向时应特别小心,因为释放附加的自由度可能造成大的倾斜及垂直位移,使得弹簧的设计载荷不真实。 弹簧表——这一选项用来指定使用哪个制造商的弹簧,以及在表内与选择弹簧有关的特定设计标准。这些选型标准包括:
l)使用最大载荷范围(相对于建议范围); 2)使弹簧在表内居中;
3)冷态(相对于热态)载荷设计。
已有安装空间——在特定情况下,管顶和高处型钢之间或管底与下面基础或平台之间的距离,决定了可能用在某些特定位置的弹簧支吊架的类型(及数量)。这个值可以在个别的弹簧位置给定,以用于弹簧选型。
“己有安装空间”和“允许弹簧数目”选项一起允许用户设计多弹簧支吊架系统。
允许弹簧数量——如果在一个给定的弹簧位置处有多个弹簧,用户可以在这里指定弹簧的数量。同样,用户可以指定允许的最多弹簧数(如果CAESARII必须分解载荷以满足空间标准)。在多弹簧情况下,CAESARII将在所有弹簧间均匀分配载荷。
用户指定的操作载荷——在某些管系中,程序选择的弹簧操作(或热态)载荷不能消除设备管口载荷以满足设计要求。在这种情况下,用户可以强加一个(较高或较低的)热态载荷,覆盖程序计算值以试图重新调整重量分布并使设备载荷能满足许用值。这时用户的输入通常是程序弹簧选择法提议的初始值变化。
旧弹簧重新设计——当部分管系重新设计时,最好尽最大可能选择系统中已有的弹簧。当旧弹簧可以
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使用时,用户必须确定新的载荷范围,这样只需在现场重新调整弹簧即可。当已有弹簧不能用时,建议使用新的。旧弹簧重新设计选项允许用户完成这一工作。
多工况弹簧支吊架设计——这个选项适用于当管系有多个不同的热状态,并且进行弹簧支吊架设计时必须考虑每个状态的情况。
CAESARll中用于选择弹簧的设计工况有: ①按热态载荷工况1设计: ②按热态载荷工况2设计; ③按热态载荷工况3设计; ④按最大操作载荷设计: ⑤按最大位移设计;
③按平均载荷和平均位移设计;
①按最大载荷和最大位移设计。