1. 某工程施工時,由于某管道的三通未采購到,業(yè)主發(fā)聯(lián)絡(luò)單讓管道設(shè)計人員判斷在主管直接開孔焊接支管是否可行。
2. 支管連接形式的選用
支管直接焊接在主管上的支管連接,除下列情況外,應(yīng)進(jìn)行開孔補強校核,并根據(jù)校核結(jié)果采取相應(yīng)的補強措施;支管通過加強度接頭與主管連接;支管連接處作為一個整體受壓元件設(shè)計、制造并經(jīng)檢驗合格。
直接焊接在主管上的支管連接應(yīng)符合下列要求:不應(yīng)用于有機械振動、壓力脈動和溫度急劇變化的部位的管道;不宜用于設(shè)計溫度超過425℃的管道;當(dāng)支管連接處承受由于支管熱變形、外荷載及支架位移等引起的應(yīng)力時,應(yīng)對附加荷載在支管連接處產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析并采取必要的加強措施。
下列工況的支管連接應(yīng)采用三通、45°斜三通或四通;承受機械振動、壓力脈動和溫度急劇變化的管道分支。設(shè)計壓力等于或大于2.0MPa、設(shè)計溫度超過250℃以及支管外徑與主管外徑之比大于0.8。
3. 支管與主管的焊接結(jié)構(gòu)見圖3.4.8。
4. 等面積補強法的要求
①. 支管連接的補強計算可采用等面積補強法,等面積補強法是開孔補強計算的最低要求,等面積補強法計算時應(yīng)符合下列規(guī)定;
a. 當(dāng)主管外徑與主管最小壁厚之比小于100時,支管外徑與主管外徑之比不應(yīng)大于1.0;當(dāng)主管外徑與主管最小壁厚之比等于或大于100時,支管外徑與主管外徑之比應(yīng)小于0.5;
b. 支管軸線和主管軸線相交,其夾角β不應(yīng)小于45°。
②. 外加補強材料應(yīng)符合以下規(guī)定:
a. 外加補強材料可不同于主管材料,但應(yīng)和主管、支管材料具有相似的焊接性能、熱處理要求、電位差和熱膨脹系數(shù)等;
b. 當(dāng)外加補強材料的許用應(yīng)力低于主管材料的許用應(yīng)力時,用于補強的截面積A,應(yīng)乘以二者許用應(yīng)力的比值后再進(jìn)行校核;當(dāng)補強材料的許用應(yīng)力高于主管材料的許用應(yīng)力時,材料強度的影響可不予考慮。
③. 對于GC1級壓力管道和劇烈循環(huán)工況,不宜采用補強板進(jìn)行補強。
④. 下列管件或連接結(jié)構(gòu)不得用于劇烈循環(huán)工況:
a. 非軋制或非鍛造成型的三通;
b. 圖3.4.8所示(a)和(c)的支管連接結(jié)構(gòu);
c. 管表號為Sch10S及以下的管件。
5. 當(dāng)用于劇烈循環(huán)工況時,應(yīng)采用圖3.4.8(b)或(d)的結(jié)構(gòu),補強板上設(shè)置排氣孔。
6. 如果主管道壁厚設(shè)計有足夠的裕量,經(jīng)核算則支管可直接開孔焊接在主管上,不需要另外的補強板(注意補強和另外補強的區(qū)別,補強不一定非得設(shè)計另外的補強板,管道本身的富裕厚度也可補強)。
7. 有的規(guī)范規(guī)定,有支管連接的管子因開孔而被削弱,除非管子周向應(yīng)力小于管材屈服強度的20%,否則必須進(jìn)行補強板(圈)結(jié)構(gòu)補強。