技術支持
拔制三通C值對三通受力
更新時間??2021-06-20 12:07 閱讀
通過有限元分析方法,以 DN 1 200 mm×1 000 mm 拔制異徑三通為例,計算分析了拔制三 通 C 值對三通各關鍵受力部位及三通爆破壓力的影響。分析計算結果表明,①當 C 值小于當前規 范給定值時,增加三通 C 值能有效減小三通肩部、腹部的應力,三通的爆破壓力增加也比較明顯。 ②當 C 值大于規范給定值時,C 值的變化對各部位的應力影響變小,不能有效提高三通爆破壓力。 ③在目前各規范規定 C 值的基礎上,如再增加 C 值不能有效提高拔制三通的強度。
目前,國內外拔制三通壁厚的計算仍然是以等 面積補強方法為主,各規范對三通的有效補強面積 的計算方法略有差異,GB 50251 -2003 《輸氣管道 工程規范》、GB 50253-2003《輸油管道工程規范》、 (液態烴和其他液體管 線輸送系統)中沒有考慮管道腐蝕余量[1-3],ASME B31.8 -2012,輸氣和配氣管道系統考慮了腐蝕 余量[4]。當拔制三通口徑較大時,計算得出的有效 補強寬度均大于規范所給定的 C 值。能否通過增 加三通的 C 值,盡可能減小三通設計壁厚以解決高壓力、大口徑三通面臨的設計及制造中的上述難題, 是目前國內外管件行業關注的焦點。 文中采用有限元分析方法,計算分析了當拔制 三通 C 值變化時,三通各關鍵受力部位的應力以及 三通爆破壓力的變化情況,可供設計者考慮是否需 要增加三通 C 值的問題時參考。
拔制三通結構示意圖見圖 1。圖中,do 為拔制 支管外徑,δb 為拔制支管壁厚,Do 為主管外徑,δ為 主管壁厚,Ro 為外倒角平均曲率半徑,Ri 為內倒角 平均曲率半徑,C 為三通主管端面距三通支管中心 線距離,M 為三通 支 管 端 面 距 三 通 主 管 中 心 線 距 離,mm三通的關鍵受力點主要在肩部和腹部,示意圖 見圖 2 [6]。圖中,肩部內側點取為內過渡圓弧中心 點 N 1 ,肩部外側點取為外過渡圓弧中心點W 1 ,腹部 內側、外側測點分別取為主、支管相貫線腹部內側中 心點 N 2 、外側中心點 W2 。

(1)當 C 值逐漸增大,三通肩部內側、外側應力 逐漸減小;但當 C 值大于規范給定值之后,肩部內、 外側應力變化很小。由此可知,在目前規范所規定 的 C 值基礎上,再增加 C 值是達不到有效降低三通 肩部應力的目的。
(2)對于三通腹部,當 C 值變大時,腹部內、外 側應力均減小,腹部內側比腹部外側應力下降更明 顯;當 C 值大于規范給定值時,應力下降速度變小。 對于腹部內側,C 值每 增 加 1 mm,應 力 大 約 下 降 0.18 MPa;對于腹部外側,C 值每增加 1 mm,應力大約下降 0.07 MPa。
(3)三通爆破壓力會隨著 C 值的增大而增大, 但是當 C 值大于規范給定值時,C 值每增加 1 mm, 爆破壓力大約增加 0.004 MPa。由此可知,在當前 規范基礎上,增加三通 C 值不能有效提高三通的爆 破壓力。
(4)通過增加三通 C 值不能解決當前高壓力、 大口徑拔制三通制造中的問題。筆者建議應從三通 結構、優化三通內外過渡圓弧角、改進制造工藝以及 增加三通肩部壁厚等方面進行考慮,以達到提高三 通強度的目的。
鋯-鋼復合板壓力容器的 A 類焊接接頭通常采用 1 塊鋯材蓋板覆蓋在焊縫的上面,由于蓋板 中間部位與金屬墊塊之間不可避免存在的間隙,極有可能會出現此蓋板在容器承受內壓時首先發 生破壞的現象。從力學理論上分析了蓋板的受力情況,計算了蓋板與金屬墊塊之間的許用間隙,得 到了蓋板的計算厚度,提出了一種適合于工程實際應用的強度核算方法,可供同類工程技術人員參 考使用。
目前,國內外拔制三通壁厚的計算仍然是以等 面積補強方法為主,各規范對三通的有效補強面積 的計算方法略有差異,GB 50251 -2003 《輸氣管道 工程規范》、GB 50253-2003《輸油管道工程規范》、 (液態烴和其他液體管 線輸送系統)中沒有考慮管道腐蝕余量[1-3],ASME B31.8 -2012,輸氣和配氣管道系統考慮了腐蝕 余量[4]。當拔制三通口徑較大時,計算得出的有效 補強寬度均大于規范所給定的 C 值。能否通過增 加三通的 C 值,盡可能減小三通設計壁厚以解決高壓力、大口徑三通面臨的設計及制造中的上述難題, 是目前國內外管件行業關注的焦點。 文中采用有限元分析方法,計算分析了當拔制 三通 C 值變化時,三通各關鍵受力部位的應力以及 三通爆破壓力的變化情況,可供設計者考慮是否需 要增加三通 C 值的問題時參考。
拔制三通結構示意圖見圖 1。圖中,do 為拔制 支管外徑,δb 為拔制支管壁厚,Do 為主管外徑,δ為 主管壁厚,Ro 為外倒角平均曲率半徑,Ri 為內倒角 平均曲率半徑,C 為三通主管端面距三通支管中心 線距離,M 為三通 支 管 端 面 距 三 通 主 管 中 心 線 距 離,mm三通的關鍵受力點主要在肩部和腹部,示意圖 見圖 2 [6]。圖中,肩部內側點取為內過渡圓弧中心 點 N 1 ,肩部外側點取為外過渡圓弧中心點W 1 ,腹部 內側、外側測點分別取為主、支管相貫線腹部內側中 心點 N 2 、外側中心點 W2 。

(1)當 C 值逐漸增大,三通肩部內側、外側應力 逐漸減小;但當 C 值大于規范給定值之后,肩部內、 外側應力變化很小。由此可知,在目前規范所規定 的 C 值基礎上,再增加 C 值是達不到有效降低三通 肩部應力的目的。
(2)對于三通腹部,當 C 值變大時,腹部內、外 側應力均減小,腹部內側比腹部外側應力下降更明 顯;當 C 值大于規范給定值時,應力下降速度變小。 對于腹部內側,C 值每 增 加 1 mm,應 力 大 約 下 降 0.18 MPa;對于腹部外側,C 值每增加 1 mm,應力大約下降 0.07 MPa。
(3)三通爆破壓力會隨著 C 值的增大而增大, 但是當 C 值大于規范給定值時,C 值每增加 1 mm, 爆破壓力大約增加 0.004 MPa。由此可知,在當前 規范基礎上,增加三通 C 值不能有效提高三通的爆 破壓力。
(4)通過增加三通 C 值不能解決當前高壓力、 大口徑拔制三通制造中的問題。筆者建議應從三通 結構、優化三通內外過渡圓弧角、改進制造工藝以及 增加三通肩部壁厚等方面進行考慮,以達到提高三 通強度的目的。
鋯-鋼復合板壓力容器的 A 類焊接接頭通常采用 1 塊鋯材蓋板覆蓋在焊縫的上面,由于蓋板 中間部位與金屬墊塊之間不可避免存在的間隙,極有可能會出現此蓋板在容器承受內壓時首先發 生破壞的現象。從力學理論上分析了蓋板的受力情況,計算了蓋板與金屬墊塊之間的許用間隙,得 到了蓋板的計算厚度,提出了一種適合于工程實際應用的強度核算方法,可供同類工程技術人員參 考使用。
- 上一篇:不銹鋼法蘭內螺紋
- 下一篇:904L全奧氏體不銹鋼法蘭管件