第一节管道检验及管道壁厚确定
一、管道检验
机组经过长年运行后，有些管道系统中的部分管段将出现减薄、腐蚀、裂纹等现象， 为了使机组能够安全稳定的运行，就必须把已超标的管段进行更换。
在更换管道前，首先要确认所要更换管道的管径、壁厚和材质，其次要对所选新管进 行如下检验：
(1)应认真检查管道有无裂纹、重皮、砂眼、凹陷等情况，可用手锤轻敲管子，听声 音，应无破裂现象。
(2)应按设计要求核对新管的规格、材质及牌号管径和壁厚是否符合设计要求。 (3)检查管弯曲、椭圆度均应在合格范围内。
(4)对合金管，使用前应进行光谱分析，复证钢号，经过上述检验，完全合乎设计标 准的管道，方可使用。 二、管道壁厚
(一) 直管道壁厚。
(1) 直管道最小壁厚。对于管道外径与内径比不大于1.7且承受内压力的汽、水管道，直管最小壁厚S，可按下式进行计算： 1) 按直管外径确定时Sm为 2) 按直管内径确定时Sm为
smpD02t2yp (2-1)
smpDi22ypt22p1Yt (2-2)
式中 Sm一直管的最小壁厚，mm。 p——设计压力，MPa。
Do——管子外径，取公称外径，mm。 Di——管子内径，取最大内径，mm。
Y——温度对计算管子壁厚公式的修正系数。对于铁素体钢，482℃及以下时Y= 0.4，510℃时，Y=0.5；538℃及以上时，Y=0.7。对于奥氏体钢566℃及以 下时， Y=0.4；593℃时,Y=0.5；621℃及以上时， Y=0.7；中间温度的Y 值，可按内插法计算。
η——许用应力的修正系数。对无缝钢管η=1.0；对于纵缝焊接钢管，按有关制造
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技术检验合格者，其η值按表2-1取用；对螺旋焊缝钢管，按SY一5036标 准制造和无损检验合格者，η=0.9。
α——考虑腐蚀磨损和机械强度要求的附加厚度。对于一般的蒸汽管道和水管 道，可不考虑腐蚀和磨损的影响；对高压加热器疏水管道、给水再循环管 道、排污管道和工业水管道α=2mm；对腐蚀、磨损较严重的管道，如估 计到管子在使用中腐蚀和磨损的速度超过0．06mm／a，则。应取为管道运 行年限内—的总腐蚀和磨损量。机械强度要求的附加裕度，视具体情况确 定。
[σ]t——钢材在计算温度下的基本许用应力，MPa。 表2-1
(2)直管的计算壁厚。 1) 直管的计算壁厚为
Sc= Sm+ C (2-3)
式中 Sc——直管计算壁厚，mm；
C——直管壁厚负偏差的附加值，mm。
2)对于管子规格以外径x壁厚标示的无缝钢管，直管壁厚负偏差附加值应按式(2- 4)计算，即
C=AS (2-4) 式中 A——直管壁厚负偏差系数。
(3)直管的取用壁厚。直管的取用壁厚以公称壁厚表示，对于以外径X壁厚标示的管 子，应根据直管的计算壁厚，按管子产品规格中公称壁厚系列选取；对于以最小内径x最 小壁厚标示的管子，应根据直管计算壁厚，遵照制造厂产品技术条件中有关规定按管子壁 厚系列选取。任何情况下，管子的取用壁厚均不得小于管子的计算壁厚。
(二)弯管壁厚
弯管任何一点的实测最小壁厚不得小于弯管相应点的计算壁厚，且外侧壁厚不得小于 相连直管允许的最小壁厚S。，弯制弯管用的直管厚度应不小于表6-14中规定的最小壁厚。
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表2-2
第二节 管道热膨胀及其补偿
一、管道热膨胀
发电厂的很多管道经常工作在比较高的温度下，例如主蒸汽管道、主给水管道等；从 冷态到工作状态，其温度变化，从几十度到几百度，温度变化量很大，从而引起管道的热 膨胀，又由于这些管道的管线很长，其热伸长值会达到很大的数值。管线的热伸长值可按 式(2-5)计算，即
△L=λL△t (6-5)
式中 入——管材的线膨胀系数，mm／(m·℃)；
L——管段的长度，m；
△t——温度差，即管道输送介质时的工作温度与管道环境温度之差，℃。
二、管道热膨胀补偿
为了减少管道由于热膨胀所产生的推力，在管道设计安装时，必须考虑它的热膨胀和 热补偿，热补偿一般指管道吸收热膨胀，减小热应力的能力。 ·
管道热膨胀的补偿方法很多，有的采用管道本身的自然变形进行补偿，叫自然补偿， 这种补偿是很可靠的补偿方法，一般在管道的压力高于1.6MPa的热力管道有条件的都尽 可能采用这种自然补偿方式；有的采用各种形式的热膨胀补偿器。常用的热补偿器有填料 套筒式补偿器、π型和Ω型补偿器、波形补偿器和柔性接头补偿等。
1．填料式补偿器
填料式补偿器又叫套式补偿器，这种补偿器只能用作管道的轴向补偿，即只能用于直 线段的补偿。
填料式补偿器有铸铁和钢质两种类型，这种补偿器只能用于一般公称压力不大于 1.3MPa的低压管道上。
图2-1为焊接填料式补偿器。它由管子和 异径管组成，在两管之间有填料密封室和支撑 环以及盘根压套，补偿器的填料为渗有石墨粉 的石棉方形盘根。
这种形式的补偿器不能减少管内压力所形 成的对管道固定点支架的作用力，假如装有补 偿器的管道有弯管或关闭管道口的阀门时(见 图2-2)那么管道会产生轴向作用力F二pA (p为管道内介质压力，A为管道面积)。安装
填料式补偿器时，应把中心线找好，不应偏斜，以防卡住或扭坏，在补偿器两侧设有导向 支架，可避免偏离中心线。
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图2-1 焊接填料式补偿器
除上述形式的单向补偿器以外，还有一种双向的填料式补偿器，见图2-3。
填料式补偿器的优点是：构造简单、制造容易，尺寸小、流体阻力小等；缺点是：只 能用在压力较低的管道上，最主要的是需要经常注意维护更换填料，否则容易产生泄漏现 象，一般在发生泄漏后，对于轻微泄漏，靠紧 压盖就可解决问题，对泄漏较严重的，只有将 管道停止运行，放空后，才能进行堵漏工作， 这样就给生产带来很多不便。
2．Π型和Ω型补偿器
如图2-4所示，Ⅱ型补偿器和Ω型补偿 器属于同类补偿器，它是由管子弯制而成的，
图2-4 补偿器
图2-2 具有阀门或弯管的管道补偿
图2-3双向的填料式补偿器
接近自补偿；只因其连续的使用弯管，在外形方面，因为它不是管道走向的需要，所以显 得不自然，使它成为专用补偿器。Π型和Ω型补偿器一般布置在具有较大长度的水平管 道上，多采用水平布置与水平管成一致的坡度线，它的补偿能力取决于臂长和弯曲半径而 与挡距无关。
下面是Ⅱ型补偿器的尺寸及其补偿能力的三种型号标准，它是一种典型设计，可供参 考使用。见图2—5和表2-3。
图2-5Ⅱ型补偿器的的三种型号标准
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3．波形补偿器
波形补偿器一般可用于工作压力不大于0.6MPa的 管道上，见图2-6。
焊接波形补偿器通常由单波、双波或三波组成，当 所需波节数超过3个时，应采用多组补偿器，在安装时 应在相邻两组补偿器之间装设一个固定支架。仅承受轴 向热伸长的波形补偿器所需组数可按下式计算
图2-6 波形管补偿器
表2-3
Lnmax (2—6)
式中 n——补偿器组数；
ΔL——补偿器承受的热伸长量，mm；
△max——在50％的冷紧条件下，一组补偿器允许的最大位移量，mm。
绞链式波形补偿装置有单绞链式，即可单独吸收轴向位移，也可单独吸收径向位移， 还可同时承受轴向位移和径向位移。 4．柔性接头补偿
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这种装置的原理相当于一种以弹性橡胶密封圈作为填料的自紧密封装置，它也是无直 接性连接的一种管接头，可以在低温条件下和以众多连续性安装实现热胀补偿性能，且由 于具有自紧性能，故极少有泄漏发生。柔性接头可广泛用于厂外冲灰管，这种灰管必须考 虑远距离输送阻力压降而不宜采用巧形补偿，而且灰水会在急弯处的油背侧冲刷磨损，带 壁使其迅速减薄，在内侧低速区又易于沉集结垢，温度较高时更显著，煤灰颗粒具有类似 水泥凝固的活性，会使管道因流速小而变厚，影响流通面积，又会因流速过高，而刷穿管 壁，没有柔性接头的灰管易使管线变形离开支墩。
在安装中，应根据气温调节接头的柔性对口间隙，在分段试压中，应有强力固定点， 以防在内压作用下，把接头间隙推至极限位置，而有损其伸缩功能。
第三节 高温、高压管道蠕变情况检查
高温、高压蒸汽管道，在高温和一定的应力作用下，会发生缓慢的连续不断的塑性变 形，这种变形就叫做蠕变变形，这种现象就叫做蠕变现象。对于碳素钢管道，当介质温度 达到350℃时，就出现蠕变现象；对于合金钢在温度超过400℃以上，也会发生蠕变。随着 合金成分的不同，开始出现蠕变现象的温度也不同。 一、管道蠕变测量
进入检修现场测量蠕变前，先将测量所用的千分尺和标准棒放在被测现场处约半个小 时，使它们的温度与现场环境温度基本上一致，用标准棒检验千分尺记下误差B1，蠕变测量时管壁温度应小于或等于50℃，将测点处保护罩取下，用水银温度计测量管壁周围的空气温度，用点温度计测量管壁温度，将测点用清洁的棉花或布擦净，不许用砂纸擦磨，然后进行测量。测量时应由两人共同进行，其中一人把千分尺对准测点中心，另一人转动鼓轮进行测量，鼓轮转动要均匀、平稳，不要用力过猛，读数要准确，测量尽量仔细，稍有疏忽，就会引入较大的误差，每点应至少测量三次，任意两次之差，不得超过0.01mm，每组测完后，用标准棒校千分尺，并记下误差B2，B2与B1值必须相近，如果其差值超过0.02mm，则需要查找原因，重新测量。千分尺零位校准值B= (B1+B2)／2 (mm)。
根据国家规定，高压管道运行100000h以内，钢材蠕胀速度不超过10-7mm／(mm·h)，如果经测量的管道蠕胀超过以上标准时，应缩短测量的间隙时间，并加强对它的监督。 二、管道蠕变速度计算
管道进行测量后所得到的数据是在一定温度下、带测点高度的直径数据，必须换算为 标准条件下管道的直径值，然后将各次测量后的换算值加以比较，计算出蠕变速度。 第n次测量0℃条件下的管道直径为
Dn0DnB1ptpcktck202h (2—7)
式中 Dn0——第n次测量值，mm；
B——千分尺零位校准值，mm；
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αP——管道材料线性膨胀系数，mm／(mm·℃)；
tP——管壁温度，℃； α
ck——千分尺线性膨胀系数，mm／(mm·℃)；
tck——千分尺温度，℃； h——蠕变测点高度，mm。
两次测量间的平均蠕变速度可按式(2—8)计算
00DnDn1 V (2-8) 0Dn1式中 Dn0——第n次测量，换算到0℃条件下管道直径，mm；
0 Dn1——第n—1次测量，前一次测量换算到0℃条件下管道直径，mm；
τ——两次测量间的运行时间，h。
第四节 管道检修工艺
一、加工管道坡口工艺方法
管子在焊接前，必须在其焊接处先开坡口，然后才能对口焊接，管道坡口形式必须根 据管道壁厚、管径、使用介质参数来选择坡口的形式。 (一)管道坡口形式
管道的坡口形式很多，它主要是根据对口管道的管径、壁厚以及管道内介质参数来选 取的，常用的坡口形式见表2—4。
(二)管道坡口加工方法及要求。
对于小管径或管壁薄的管道坡口，可以用机械加工，也可以用锉刀、錾子等加工；对 于大管径、管壁厚的管道坡口，可以用机械加工，也可用火 焊粗割后，用角向磨光机磨制，并用事前制作的坡口样板校 核，以达到要求。在管道坡口开成后，应检查管子的对口端 面，用直角尺检查，管口端面偏斜值△应小于1mm，最大不 许超过1．5mm，见图2-7。
(三) 坡口机种类及其使用方法
现在常用的坡口机有手动坡口机和电动坡口机两种。
1．手动坡口机
如图2-8所示，在使用手动坡口机时，先将内塞滑块2插入管口内，·旋紧内塞手柄 7，把内塞滑块胀固于管子内壁上，这时扳动手柄4，由棘轮5推动，已调整好角度的车 刀8旋转，车出坡口，操作时注意不要进刀过深和用力过猛，并要求车力角度日与坡口角 度保持一致。
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图2-7 管口端面偏斜值
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表2-4 常用的坡口形式
图2-8 手动坡口机
2．电动坡口机
如图2-9所示，电动坡口机可分为内塞式、外塞式和自爬式三种。
(1) 外塞式电动坡口机是靠卡固定在管外壁上；内塞式电动坡口机是将内塞滑块插入 管口内，旋轮进刀螺帽，把内塞滑块胀固于管子内壁上，开启电动机开关，电动机转动， 带动蜗杆4转动，蜗杆与蜗轮啮合，带动刀架6上的铣刀8旋转，靠进刀螺帽来调整进刀 量，车出坡口。上述两种电动坡口机的使用注意事项与手动坡口机相同。 图2-9 电动坡口机
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(2) 自爬式电动坡口机的动力采用电动机或风动机，该机适用于υ200～υ400的各类 金属管与非金属管的切割和倒坡口，可切割壁厚为50mm以下的管子，可倒制管厚为40mm以下管子的坡口。这类切管机大都采用齿形链条结构，齿链既是固定装置，又是行走机构的导轨，使用时，将整机用齿链固定在管子上，用两个齿链轮15调整链条紧力，把坡口机固定，开启电动机开关、电动机口，带动变速箱11和行走减速箱的齿轮组，使得铣刀8旋转的同时也带动齿链轮15旋转，用齿链牵引坡口机沿管子作圆周运动，这时控制进刀手柄14，车出坡口。使用时应注意不要进刀过深和用力过猛，启动和停止坡口机时，先松开进刀手柄14。
二、管道对口工艺方法 管道的坡口制成后，便以进行对口焊接。 1．管道对口注意事项
(1) 在两管进行对口时，两管中心线必须对正，管道对口中心线偏差值α的允许限 度不得超过如下规定：测量方法距焊缝中心线200mm处用样板尺检查，如图2-10所示。 (2) 两管对口时，应保证两管口内径相等不许错口。但实际工作中，高压管道的对口 内径错口及对口间隙偏差不许超过如下规定：管内径错口偏差不许大于1mm，对口间隙不 平，不许大于2mm，如图2-11所示。
(3) 修整、调好两管口，必需保证两管中心线对正、不错口，可用拉板沿圆周布置4 ～6块，点焊固定。
(4) 管道对口完成后，测量对口是否符合要求，有无变化，如发生变化，应修正或从 新对口。
2．不同厚度的管子对口加工方法
对不同厚度的管子对口加工，可以按图2-12所示进行，内壁尺寸不相等而外壁平齐 时，可加工成图2-12a的形式；外壁尺寸不相等，而内壁齐平时，可加工成图2-12b的形 式；内外壁尺寸均不相等，厚度差不大于5mm时，在不影。向焊件强度的条件下，可加工 成图2-12c的形式。
不同厚度的管子对口加工时，总的原则是尽量保证焊口处的壁厚一致，并有一个过渡 区，以免形成应力集中。
3．相同壁厚管子对口加工方法
高压管道的焊接坡口应采用焊接方法加工，当管壁厚小于16mm时，采用V型坡口；
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图2-10 管道对口中心线偏差值α的允许限度
图2-11 管道对口间隙
管壁厚度为17-34mm时，可采用双V型坡口。相同壁厚高压管子或管件的对口形式及尺 寸见表2-5。
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表2-5
图2-12 不同厚度的管子对口加工
三、焊制弯头工艺方法
焊制弯头(现场俗称虾米腰)是由若干节、带有规定斜截面的管段焊接而成，弯头的角度分为90°、60°、45°和30°等，根据弯头的弯度不同，其组成的节数也不同，一个弯头 一般有两个端节和若干个中间节组成，角度愈小则中间节愈少。它通常用在工作压力不大 于2．45MPa、温度不大于200~12的管道上。焊制弯头可分为预制的焊接弯头和现场制作的焊接弯头两种。
1． 预制焊接弯头 (见图2-13)
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图2-14 现场制作的焊接弯头 图2-13 预制的焊接弯头
2．现场制作的焊接弯头 (见图2-14)
现场制作时，其尺寸可参照表2-6所示尺寸。
现场制作的焊接弯头的弯曲半径R，可以取R等于管子的工称直径DN，也可以取R 等于工称直径的1．5倍，推荐选用R=1．5DN。
对组成弯头的各节角度应根据弯头的角度来选择，弯头中间节的角度α，可按式(2- 9)计算，即
表2-6
弯头角度 中间节数1 (2-9)
式中 α——弯头中间节的角度，(°)。 四、弯管工艺方法
发电厂的热力汽水管道，根据设计的要求，往往需要改变自己的走向和位置，因此就 要使管道转弯，也就是说要使用各种不同角度的弯管，所以管子的弯制是管道检修的一项。 重要内容。
弯管的工艺大致可以分为加热弯制与常温下弯制两种。无论采用哪种弯管工艺，管子 在弯曲处的壁厚及形状，均要发生变化，这种变化不仅影响管子的强度，而且影响介质在
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管内的流动，因此，对管子的弯制，应了解管子在弯曲时的截面变化。 1．弯管截面变化
管子弯曲时截面发生的变化，从图2-15可以看出，在中心线以外的各层线段，都有 不同程度的伸长，在中心线以内的各层线段，都有不同程度的缩短。从管子弯曲时截面的 变化，可以看到，它的外层受拉，内层受压，而在中心线的一层，在弯曲时没变化，这一 层，我们称为中性层。
实际上管子在弯曲时，除中性层外的金属不仅受拉伸长，使管壁变薄，而且外弧 管壁被拉平，中性层以内的金属，受压缩短，管壁变厚，在挤压变形达到一定极限 后，管壁就会出现突胁折皱，中性层内移的现象，使横截面变成如图2-16所示的形 状。
图2-15 管子弯曲时截面的变化 图2-16 管子弯曲后横截面形状
这样的截面，不仅使管子的截面积减小，而且由于外层管壁被拉薄，管子的强度将直 接受到影响，为了防止管子在弯曲时产生缺陷，要求管子的弯曲半径不能太小，弯曲半径 大，对管子强度及减小弯管阻力都有利。但若弯曲半径过大，弯管工作量和装配工作量以 及管道所占空间都将增大，管道的总体布置也很困难。 2．弯管弯曲半径
弯管的方法不同，管子在受力变形等方面也有较大的差别，故最小弯曲半径各异。其 最小弯曲半径分别为：
(1)冷弯管时，弯曲半径不小于管外径的4倍，用弯管机弯管时其弯曲半径不小于管 径的2倍。
(2)热弯管时(充砂)，弯曲半径不小于管外径的3．5倍。 3．热弯管工艺
钢管经过加热后，再弯制而成的弯管，叫热弯弯管，制作热弯弯管的加热方法有：焦 炭加热、石油和天然气加热，乙炔焰加热和电加热法四种。
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在施工现场常用的方法是充砂加热弯管法，如图2-17所示。步骤如下：
图2-17 热弯管示意
1一弯管平台；2一卷扬机(用于弯制大直径管子)
(1) 制作弯管样板。为了使管子弯得准确，须按图纸尺寸以1:1的比例放实样图，用 细圆钢按实样图的中心线弯好，并焊上拉筋，防止样板变形。由于热弯管在冷却时会产生 伸直变化，故样板要多弯3°～5°。
(2) 管子灌砂。弯管用砂要经过筛选后的砂粒必须经火炒干，不许含水分，以免砂加 热后，产生蒸汽发生伤人和跑砂事故。灌前，应先将管的一端用木堵或是铁堵堵住，将管 子立着，边灌砂，边振实，直到灌满振实为止，然后将封口堵住，堵头必须紧靠砂面。 (3) 管子弧长计算及标识。根据弯曲半径尺寸，可用式(2—10)计算管子弧长L 式中 L——管子弧长，mm； R——弯曲半径，mm； α——弯曲角度，(°)。
标识时应按图纸尺寸，将计算好的弧长、起弯点及加热长度，用粉笔在管子圆周标 出。
(4) 管子加热。加热的方法决定于管径及弯制的数量，少量小直径的管子可用氧一乙 炔焰加热，管径大且数量多的，一般采用焦炭加热为好。加热管子时，要使管子加热段受 热均匀，待管子加热到950℃左右时，不要过早抽出，应在炉中稳一段时间，以使管内砂 粒热透。
(5)管子弯制。将加热好的管子放在弯管平台上，用水冷却加热段的两端非弯曲部位 (仅限于碳钢管子)，再将样板放在加热段的中心线上，均匀施力，使弯曲段沿弯管样板弧 线弯曲，对已弯到位的弯曲部位，可随时浇水冷却，防止继续弯曲，但当管子温度低于 700℃时，应停止弯曲，若未能成型，则可进行第二次加热再弯曲，但次数不宜多，弯好 后的管子应让其自然冷却。
(6)管子除砂。管子弯制好后，稍冷却即可除砂，除砂常采用如下方法：①用手锤
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RL1800 (6-10)
敲打除砂；②绞管机除砂；③喷砂工具除砂等。 4．冷弯管工艺
这种弯管工艺，一般都是用薄壁管 在现场弯制，多用于低压管道上。冷弯 弯制比较简便，不需要充砂加热等步骤， 冷弯管大都采用弯管机或模具弯制，下 面介绍几种常用的冷弯管机及其弯管方 法。
(1) 手动弯管机。如图2-18所示， 这种弯管机通常固定在工作台上，弯管 时把管子夹在管中固牢，用手扳动把手 小滚轮沿大滚轮滚动，即可成型，该机 只适用于弯制υ38以下的管子。
(2) 电动弯管机。电动弯管机大都采用大轮转动，小滚轮定位或成型模具定位，大轮 由电动机通过减速箱带动旋转，其转速一般只有1～2r／min，见图2-19。
从以上两种冷弯管机的结构中可看出，一副大小轮(相当于模具)只能弯制同一管径 和弯曲半径相等的管子。
(3) 手动液压弯管机。如图2-20所示，弯管时管子被两个导向块支顶着，用手连续 摇动手压油泵的压杆，手压油泵出口的高压油，将工作活塞推向前，工作活塞顶着管型模 具移迫使管子弯曲，两个导向块用穿销固定在孔板上，导向块之间的距离可根据管径的大 小进行调整，该机配有用于不同管径的成型模具，在使用时必须根据管径选用相应规格的 模具。
(4) 可控硅中频弯管机。可控硅中频弯管机是利用中频电源感应加热管子，使其温度 达到弯管温度，并通过弯管机达到弯管的目的，如图2-21所示。
弯管的过程是：首先把钢管穿过中频感应圈2，再把钢管放置在弯管机的导向滚轮3
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图2-19 电动弯管机
图2-18 手动弯管机
之间，用管卡6将钢管的端部固定在转臂7上，然后启动中频电源，使感应圈内部宽约20 ～30mm的一段钢管感应发热，当钢管的受感应部位温度升到近1000℃时，起动弯管机的 电动机4，减速轴带动转臂旋转，拖动钢管前移，同时使已红热的钢管产生弯曲变形，管 子前移，加热弯曲是一个连续的同步过程，直到弯至所需的角度为止。
使用这种弯管设备能弯制．各种金属材料制成的薄壁和厚壁管子。如果在弯管的各种 过程中保持着相应的加热条件，则如同管子处于热处理过程，就可省去随后的调质处理。 用这种弯管机弯管，由于管子加热只在一小段管段上，所以加热快、散热快，其成型是逐 步在加热段形成的，故无需任何模具、胎具及样板。改变弯曲半径时，只需调整可调转臂 的长度、导向和滚轮的相应位置即可。使用这种弯管机弯制的管子，其弯管尺寸的误差很
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图2-21 可控硅中频弯管机 图2-20 手动液压弯管机
小，也不会产生折皱鼓包、扁平等缺陷，弯管质量优于其他任何一种弯管质量，尤其是在 弯制大直径、厚壁管及各类型的合金钢管时更显示出它的突出性能。
第四节 管道支吊架检修工艺
发电厂的热力管道都要加以支撑和固定，这些支撑和固定管道的机构设施，就叫管道 的支架或吊架。管道支吊架设计得好坏，其结构形式选用得恰当与否，对管道的应力状况 和安全运行，有着很大的影响。 一、支吊架作用及类型 1．管道支吊架作用
一方面承受管道本身及流过介质的重量；另一方面承受管子所有的作用力、力矩并合 理分配这些力，以满足管道热补偿及位移的要求，并能减少管道的振动。 2．管道支吊架类型及连接形式
包括支架和吊架两种类型。支吊架与管道用包箍或焊接方式相连，有固定和活动两种 形式。
二、支架种类及用途 1．固定支架
固定支架是指管道上不允许有任何方向位移的支撑点，它承受着管道的自重和热胀冷 缩引起的力和力矩，这就要求固定支架本身是具有充足的强度和刚性的结构，它的生根部 位应牢固可靠。
图2-22为管类式固定支架，它适用于高温管道，一般温度为540-550℃。
图2-22 管类式固定支架
图2-23为焊接固定支架，适用于温度为450℃的水平管子的固定支撑，它是选择和主 管材质相同的一段管子与主管焊接在一起，为了对主管在支架部分的保温，可在支撑管内 一定的高度上，焊接一个钢板底，这样就可在主管与钢板底之间充填保温材料。
图2-24为用槽钢焊接的固定支架，它适用于低温、无温度的水平管道，其结构简单， 制造、安装都比较简便容易。 2．活动支架
活动支架承受管道的重量，而不限制管道的水平移动，为了减少活动支架下面的摩擦
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力，有时在支架下面安装滚珠或滚柱， 这样活动支架又可分为滑动支架和滚动 支架两种。
图2-25为焊接滑动支架示意，它适 用于温度t≤300℃的管道。 三、吊架种类及用途 1．刚性吊架
图2-26为刚性吊架，又叫硬性吊 架。它适用于垂直位移为零或垂直位移 很小的管道上。 2．弹簧吊架
如图2-27所示，为用于有垂直方向热位移和少量水平方向位移的管道吊点，它在承 重的同时，对吊点管道的各向位移都无限位作用，弹簧吊架管道在尽可能长的吊杆拉吊下 可自由热位移。
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图2-25 焊接滑动支架
图2-26 刚性吊架
图2-24 用槽钢焊接的固定支架
图2-23 焊接固定支架
3．恒力弹簧吊架
现代大容量机组的高压管道，在冷态和热态时的温差很大，所引起的热位移也较大， 故普通弹簧吊架已不能完全满足需要。为了提高管道的使用寿命、保证管道的安全可靠， 可以采用恒力吊架。
恒力吊架的结构形式很多，我国常用的有H-1和HZH-1型等恒力吊架，图2-28为H-1
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图2-28 恒力弹簧吊架
图2-27 弹簧吊架
型恒力吊架。
四、管道支吊架检查内容
(1) 承载结构与根部辅助钢结构是否有明显变形，主要受力焊缝是否有宏观裂纹； (2) 变力弹簧支吊架的载荷标尺指示或恒力弹簧支吊架的转体位置是否正常； (3) 支吊架活动部件是否卡死、损坏或异常； (4) 吊杆及连接配件是否损坏或异常； (5) 刚性支吊架结构状态是否损坏或异常； (6) 限位装置固定支吊架结构状态是否损坏或异常；
(7) 减振器结构状态是否正常，阻尼器油系统与行程是否正常； (8) 管部零部件是否有明显变形，：主要受力焊缝是否有宏观裂纹。 五、管道支吊架修理及调整
(1) 修理管夹、管卡、套筒，使其牢固固定管子，不偏斜； (2) 修理吊杆、法兰螺栓、连接螺栓和螺母； (3) 按设计调整有热位移管道支吊架的方向尺寸；
(4) 顶起导向支座、活动支座的滑动面、滑动件的支撑面，更换有效活动件； (5) 调整弹簧支撑面与弹簧中心线垂直，调整弹簧的压缩值； (6) 更换弹簧时，做弹簧全压缩试验和工作载荷压缩试验； (7) 修补焊缝；
(8) 埋件处理。
第五节 管道保温、防腐
一、管道保温
发电厂中外表面温度高于50'C、需要经常操作维修的设备和管道一般均应保温。在环 境温度为27℃时，保护层外表面温度不应超过50'C。对于个别不宜保温的设备和管道，其 外表面温度低于60'(2时可以不保温。管道保温可以减少散热损失，提高热经济性，可以避 免主厂房内气温过高，改善仪表、设备等工作条件；可以减少高温厚壁管道内外壁的温差， 减少管道的热应力，同时还可以起到保护人身安全，避免霓伤和防火等作用。
保温结构由保温层和保护层组成，保温层一般作成单层或双层，可保证管道正常运行，保护层可防止保温层遭受雨雪侵袭、机械损伤及腐蚀性介质腐蚀等。保温结构形式的选择 应保证保温结构在有效使用年限内的完整性，不允许产生烧坏、腐烂、剥落等现象，应有 足够的机械强度，在自重和风、雪等附加荷载作用下不致破坏；此外在管道蠕变监察段、蠕 变测点、流量测量装置、法兰、阀门、伸缩节等处的保温结构应易于拆卸，在其前后管道 的保温层外包金属保护壳时，宜采用可拆卸式保温结构。
管道的保温效果与选用的保温材料性能有关，选用时不仅要注意性能好坏，还要就地
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取材，以节省投资。保温材料应满足以下要求：导热系数低，密度小，性能稳定；具有一 定的机械强度，耐振动；可燃物和水分的含量小，吸水性低，对金属无腐蚀；易于加工成 型，便于施工。
选择保温材料时，除考虑材料的理化性能外，还应进行综合技术经济比较，主蒸汽管 道和再热蒸汽管道的保温应采用优质轻型保温材料。
二、管道涂色
为了标志介质种类、流向和管道名称，管道必须徐以油漆。对于不保；温的设备、管道 及其附件(包括支吊架)，为防腐和便于识别，应进行外部油漆；对于保温管道，为便于识 别，也应油漆。在涂袖漆前，检查保温层保证其处于干操状态，表面上的积灰和灰疤应清 理干净，裂缝应补平并打磨光滑，油漆施工必须在较干燥的气候下进行。在管道弯头、，穿 墙处及需要观察的地方，必须涂刷介质名称、表示介质性质的色环和表示介质流向的箭头。 当介质流向有两种可能时，应标出两个方向的指示箭头，文字和箭头用黑色或白色油漆涂 刷，油漆颜色应按规定的要求使用。管道的色环、介质名称及介质流向箭头的位置和形状 如图2—29所示，根据《火力发电厂保温油漆设计规程》(DL／T5072—199f)，发电厂管道涂色规定列于表2—7。
图2-29 管道的色环、介质名称及介质流向箭头的位置和形状
1一色环：2一介质名称：3--介质流向箭头
表2-7 管道涂色规定
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三、管道的防腐
管道金属表面和其周围介质发生化学或电化学作用而遭到破坏的现象称为腐蚀。 在机组启、停，正常运行及备用期间，管道内都会漏入空气，由于空气中含有氧气和 二氧化碳，所以会造成金属的腐蚀，严重影响管道的使用寿命。
在发电厂正常运行时，热力系统中设置的除氧器或除氧装置及抽真空系统，都会有效 地防止有害气体对设备和管道的腐蚀。
汽水管道在停用时，也要进行防腐保护。常用的保护方法有：干保护法和充满水保护 法。
干保护法是使金属表面不与水接触，以达到防腐的目的。在管道停运后，立即放水，如 果汽水管道介质温度较高，则可以带压放水，利用管道的余热将金属表面烘干，然后在管 道内充以惰性气体，以阻止空气渗入。通常充以纯度在99％以上的氮气，充氮时要使管内 氮气压力高于大气压力，并将汽水阀门关闭严密，以维持必要的氮气压力。在充氮保护期 间要经常检查氮气压力，如果发现管道内压力消失，则应及时充氮，并查找原因，予以消 除。
干燥剂法是采用吸湿能力很强的干燥剂吸收管内水分，保持管内干燥，从而防止腐蚀。 在炉前系统管道中的凝汽器、加热器汽侧可采用干燥剂法加以保护。在机组停运后，将水 放净，打开凝汽器、加热器的人孔盖，把干燥剂分别放入，然后将人孔盖关闭，每经过7d 检查一次干燥剂的情况，如干燥剂已失效，应立即更换。常用的干燥剂有：无水氧化钙 (粒径为10～15mm)、生石灰或硅胶(硅胶应先在120～140C下干燥)。
此外还可以采用气相防腐剂，气相防腐剂在常温下能缓慢地挥发，并扩散到金属表面 而对金属起保护作用。
充满水保护法是利用保护性水溶液充满停用后的管道内，以杜绝空气中的氧气进入管道。一般常用的药剂为氨和联氨，其浓度达到200～300mg／L，pH值>10。在大气温度不 低于0C时，可以采用充满水保护法，若大气温度可能降至0℃以下时，则必须采用干保护 法。
炉前系统管道停用时的防腐工作可以与加热器同时进行，凝结水管道系统和给水管道 系统可采用充满水保护法，充以除过氧含有联氨并调整好pH值的凝结水或除盐水。加热器 汽侧采用干保护法，充以氮气或放人气相防腐剂或干燥剂。 四、高温高压蒸汽管道的寿命
高温高压蒸汽管道的工作寿命是指管道从开始运行至失效时的累计运行时间。高温高 压蒸汽管道的设计寿命取决于管道设计时所取的持久强度极限的时间条件值，如取10‘h或2X10‘h的持久强度极限作管道设计指标，则设计寿命相应为10‘h或2X10sh。但发电厂管道的实际工作寿命往往超过2X10‘h，所以高温蒸汽管道的工作寿命成了电厂安全运行中
普遍关心的问题。解决这个问题的方法是按照管道系统各部件的寿命损耗机制进行寿命预 测，并采取延寿措施。
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对于高温蒸汽管道的直管段、弯管、焊缝，三通、阀门等部件，要根据各自运行工况 的特点和寿命损耗机制来选取不同的寿命预测方法。对于直管段，运行时温度和应力分布 均匀，且应力水平较低，在承受基本负荷时，其主要的寿命损耗机制是蠕变和材质老化，可 选取蠕变、寿命预测方法。如机组调峰或频繁启停，则为蠕变，疲劳交互作用和材质老化 寿命损耗机制，可选取蠕变疲劳交互作用寿命预测方法。对于弯管、焊缝、三通、阀门等 运行时有局部的应力集中，且应力集中处应力水平较高．在承受基本负荷时，其主要寿命 损耗机制与直管段相同，但需要特别注意局部应力集中区域的快速蠕变引起的提前损坏。如 机组调峰或频繁启停，则为蠕变、疲劳交互作用和材质老化寿命损耗机制，甚至是疲劳占 主要成分的寿命损耗机制。另外，也必须注意局部地区的应力集中所引起的提前损坏。 高温蒸汽管道的寿命预测方法较常用的有综合分析法和蠕变孔洞及蠕变(或疲劳)裂 纹检查法。综合分析法普遍用于直管段材质寿命预测，也可用于弯管等。蠕变孔洞及裂纹 检查法主要用于弯管、焊缝、三通、阀门等部件。
高温蒸汽管道的延寿措施主要集中在弯管等应力集中的部件上，因为这些部件的寿命 比直管段短，主要延寿措施有设计时使弯管壁厚加大，并大于直管段，另外，也可用管道 支吊架调整方法来使高温管道的弯管等部件寿命接近直管段。
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