金屬管道組成件耐壓強度計算標準規(guī)范有以下幾點:
一、一般規(guī)定
本章所列的管道組成件耐壓強度計算的內容,是工程設計中常遇到的計算,不包括標準件的強度計算。
二、直管
直管的壓力設計,其計算方法參照了ASME B31.3的規(guī)定。對于Y系數(shù)在本規(guī)范表6.2.1的注釋中,鑄鐵是指灰鑄鐵及可鍛鑄鐵。
三、 斜接彎管
承受內壓的斜接彎管的承壓計算,參照了ASME B31.3 的規(guī)定。
四、支管連接的補強
1. 焊接支管補強計算參照了ASMEB31.3的規(guī)定,該計算是以等面積補強的原則進行的。
2. 在管道設計中,除了采用支管焊接在主管上的形式外,擠壓引出口的形式也是經常采用的。故本條列出了擠壓引出口的強度設計,這里所列計算方法是參照了ASME B31.3的規(guī)定,這種方法對于整體加強的支管連接件的設計都是適用的。
3. 參照了ASME B31.1和B31.3的規(guī)定。第6.4.5.3款 參照了ASMEB31.1的規(guī)定。
五、非標準異徑管
1. 無折邊形式的異徑管與標準異徑管不同,即其兩端無過渡圓弧而直接與直管焊接的形式,是在壓力較低,錐角較小的條件下經常用到的。本規(guī)范僅給出這種形式的耐壓強度設計的規(guī)定,對需用帶折邊異徑管而標準中又不包括的情況時,可按現(xiàn)行國家標準《鋼制壓力容器》GB150有關條款的規(guī)定進行設計。
在無折邊異徑管與直管連接處,由于結構的不連續(xù)性,在內壓作用下該處必然產生較大的局部應力,異徑管的斜邊與軸線的夾角β越大,局部應力也越大,β角超過30°時,局部應力過大,結構不合理,因此規(guī)定β角不宜大于30°。有時即使未超過30°,也可能出現(xiàn)較大局部應力,因此需要加強。
2. 根據(jù)彈性薄殼理論分析結果,在異徑管大端與直管連接處的應力狀況中,薄膜應力已不是主要控制因素,軸向彎曲應力是其主要控制因素,軸向彎曲應力在該部位屬于二次應力范疇,故應力極限取設計溫度下材料的許用應力【σ】'的3倍。這就是本規(guī)范中圖6.5.2-1的控制值。在異徑管小端與直管連接處的應力狀況則主要為平均周向拉應力與平均徑向壓應力,在應力分類中屬局部薄膜應力范疇,其應力極限可取設計溫度下材料的許用應力【σ】'的1.5倍,然而由于此處局部薄膜應力有可能超出通常殼體邊緣效應的分布范圍,從而超出局部薄膜應力的范疇。為安全起見,取設計溫度下材料的許用應力【σ】'的1.1倍。這就是本規(guī)范圖6.5.2-2中的控制值。
關于與直管連接處兩側加強段的計算規(guī)定和曲線均符合現(xiàn)行國家標準《鋼制壓力容器》GB150的規(guī)定。
對于偏心異徑管在上述的GB150標準中并未明確規(guī)定?!禔SME 鍋爐及壓力容器規(guī)范》是給出非對稱型的異徑管,即斜邊與軸線的夾角β不等的情況的設計規(guī)定,并規(guī)定β角不等時,以大的β角代入計算式進行計算。其極端情況即小β角為零度,這就是本標準所述的偏心異徑管。
六、平蓋
管道上采用平蓋實際是一種管端焊接連接的平蓋,本規(guī)范參照電力標準編制,并給出了不同結構型式的系數(shù),這比在一般壓力容器設計規(guī)范中給出的平蓋結構特征系數(shù)更適于管道使用,故本規(guī)范以此為基礎。
七、特殊法蘭和盲板
對于腐蝕附加量,按雙面均被腐蝕的情況考慮。盲板的計算是參照了ASMEB31.1及B31.3的規(guī)定。
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