)確定管段是(shì)否需要使用膨脹節。
1.已知條件。一是設備參(cān)數(由設備圖紙提供)。設(shè)備管口:1DW K2726RF一端允許載荷,FX=210.OOF/KN,FY=150.00 F/K N,FZ=220.O0 F/K N。二是管道參數。根據設計(jì)溫度和管道(dào)材料,從台山項目《M aterial database of PipingStress Ana lysis))文件6.1.1章節和(hé)RCCM—C篇得到此管段的熱態許用應力為162.00M pa。
2.計算管段所受熱(rè)應力和(hé)設備接(jiē)口(kǒu)處受(shòu)力情(qíng)況。
(1)按不設置膨脹節的情況進行計算。此次應力計算隻考慮二(èr)次(cì)應(yīng)力計算,因為一次(cì)應力計算主要是(shì)計算地(dì)震載(zǎi)荷所產生的應力,對二次應力計算(suàn)無影響,可假設為校驗通過,二(èr)次應力計(jì)算主要是計算熱膨脹所產生的應力。經(jīng)過SYSPIP234D計算,設備接口(節點1)和管段(其(qí)餘節點都(dōu)為管段節點)所受熱應(yīng)力情況參見熱應力(lì)計算表,此表略(注:除端點外,其餘節(jiē)點(diǎn)都有左右兩個單元,單元(yuán)值不一定相同。)。從SYSPIP234D計算數據(jù)來看,節點1和節點2的右單元處所受熱應力值大於熱態許用應力(lì)162.OOM pa,力學計算不能通過。對設備(bèi)接口處進行力學分析,結果參見(jiàn)力學報告(gào)數據,此報告略。從力學報告中可以看出,x、Y向所受的力大於設備管口允(yǔn)許載荷,即539.O0>210.00,4 549.O0>150.00。不設(shè)置膨脹節,設備管口受力不能通過。
(2)按設置膨脹節的情況進行計算。先設定管段上膨脹節處為可釋放六個方向力的剛性單元,通過SYSPIP234D計算,再次得出各節點的熱應力數(shù)值。從熱應力數(shù)值可得,設置膨脹(zhàng)節後各節點處(chù)的熱應力(lì)值都小(xiǎo)於(yú)熱態許用應力值,計算結果可以通過(guò)。此時對設備接口處進行力學分析,從數據上可知,設置膨脹節後,X、Y、Z方向(xiàng)受力值在設備管口允(yǔn)許載荷範圍內,計算結果可以通過。根據此(cǐ)端管段的特點和管段所在(zài)的空(kōng)間(jiān)大小(xiǎo),選(xuǎn)用波紋管膨脹節是一個(gè)即(jí)經(jīng)濟又可靠的辦法。
(二)確定膨脹節類型。根據(jù)公式(1),設備接口處的熱位移如下:U X=D X X叮X A T=362 X 11.50 X 10 X(60—2O)=16.65m m;U Y=D Y×盯X△T=(一423)×11.50××10一×(60—20)=一(yī)19.55r a m;U Z:D Z X盯X A T=(一475)X 11.50×X 10一×(60—20)=一21.85m m;R X=R Y=R Z=0.0 0。(注:D X、D Y、D Z是在PD M S中測出的距離(lí)。R指角偏轉位移,設備端點的(de)附加位移是相對於(yú)設備固定點的位(wèi)移。負值指某坐標軸的反向。)根據公式(2),此管段在x方向上△X=僅×LX X A T=l1.14×10一x 458×(60—20):20.41m m,在Y方向上△Y=0lT×LY×A T=11.14×10一X(一139)×(60—20):一(yī)6.19 m m,A Z=0.O0。設備接口處和管段(duàn)位移合並:此係統x方向的熱位移為37.06r a m,Y方向的熱位(wèi)移為(wéi)一25.74r a m,Z方向的熱位移為一21.85m m。經過位移數據分析,能夠同時(shí)吸收x、Y、z三個方向位移的波紋管膨脹節(jiē)隻有單式萬向鉸鏈型。
(三)確定膨脹節數目。根據公式(shì)(6)和廠家提供的參數,一個膨脹節的熱位移△=(10×305/2)×(~/180)=26.62m m>25.74r a m,所以選用一個膨(péng)脹節即可滿足吸(xī)收要求。(四)選型後的校驗。將選型後的參數輸入到SYSPIP234D中,此時得出(chū)各節(jiē)點的熱應力(lì)。從(cóng)數據上可知,設置單式萬向(xiàng)鉸鏈型波紋管膨脹節後,各節點(diǎn)處的熱應力(lì)值都為零,說明此膨脹(zhàng)節(jiē)可以(yǐ)把管段的熱膨脹全部吸收,選型合(hé)理。選型後對設備接口處進行力學分(fèn)析,從結果上可知,設置單式萬向鉸鏈型波紋管膨脹節後,隻存在Z向熱脹力且數值較小。說明設置此類型膨脹節對減少設備接口處熱脹力(lì),效果明顯(xiǎn),選(xuǎn)型合理。
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