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波紋補(bǔ)償器計(jì)算方法 - 鞏義市久安供水材料有限公司

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波紋補(bǔ)償器計(jì)算方法

發(fā)布時(shí)間:2021-01-31 10:49:01
熱度:42

管道波紋補(bǔ)償器計(jì)算方法,為保證管道在熱狀態(tài)下的穩(wěn)定和安全,減少管道熱脹冷縮所產(chǎn)生的應(yīng)力,在配管設(shè)計(jì)時(shí)管道上每隔一段距離應(yīng)裝設(shè)固定支架及補(bǔ)償裝置,補(bǔ)償一般分自然補(bǔ)償和人工補(bǔ)償2種。

自然補(bǔ)償是利用管道系統(tǒng)中由于布置而出現(xiàn)的彎頭、垂直和水平等空間走向的形狀,引起管道本身彈性彎曲和扭轉(zhuǎn)變形,以達(dá)到熱脹和冷縮的要求。

波紋補(bǔ)償器計(jì)算

人工補(bǔ)償是在有熱脹或冷縮的管道上人為裝設(shè)專門的管道補(bǔ)償器,如套筒補(bǔ)償器、球形補(bǔ)償器波紋管補(bǔ)償器旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器等。

蒸汽管道補(bǔ)償器因其自身的柔性而具有補(bǔ)償功能,在整個(gè)管系中是最脆弱的環(huán)節(jié)。如某1 km的 273 mm× 7mm熱網(wǎng)管道,工作壓力1. 8 MPa,工作溫度350℃ ,

其上一只大拉桿波紋管補(bǔ)償器在管道正常運(yùn)行1年后發(fā)生爆炸,附近建筑物面目全非,幸無(wú)人員傷亡。后運(yùn)用CASEAR II反復(fù)計(jì)算,

只需將個(gè)別固定點(diǎn)松開,整根管道利用自身的柔性就能滿足熱補(bǔ)償?shù)囊?根本無(wú)需采用補(bǔ)償器。

因此,在配管設(shè)計(jì)中應(yīng)充分利用管道本身的柔性進(jìn)行補(bǔ)償,當(dāng)空間位置受到限制,自補(bǔ)償不能滿足要求時(shí),才考慮增設(shè)補(bǔ)償器。

管道的兩端點(diǎn)間,無(wú)限位支吊點(diǎn)的無(wú)分支的管道,其自補(bǔ)償能力是否滿足要求,可采用如下方法核算。

a)彈性指標(biāo)法[1],根據(jù)ANSI提供的公式進(jìn)行核算。

DN Δ總(L -r)2≤ 2. 083式中,DN———管道的公稱直徑,mm;Δ總———管系的總變形量,cm,Δ總= ΔX2+ΔY2+ΔZ2;L———管系在兩固定端之間的展開長(zhǎng)度,m;r———兩端固定點(diǎn)之間的直線距離,m。

當(dāng)計(jì)算結(jié)果滿足上述判斷式時(shí),則管段的自然補(bǔ)償能力可以認(rèn)為滿足要求。

b)查圖法,根據(jù)公式計(jì)算坐標(biāo)(u,v)的值。

u= L/r -1v= nDw/L式中,L———固定點(diǎn)間的管道展開長(zhǎng)度,m;r———固定點(diǎn)間的直線距離,m;Dw———管道外徑,mm;n———管道強(qiáng)度特性,n= 10 -3 Etα t(t-ter),其中t為設(shè)計(jì)溫度,℃ ;ter為設(shè)計(jì)安裝溫度,℃ ;Et為設(shè)計(jì)溫度下管材的彈性模量,kN/mm2;αt為設(shè)計(jì)溫度下管材的線膨脹系數(shù),× 10 -6 /℃。

當(dāng)求出的坐標(biāo)(u,v)值在圖1上查得的對(duì)應(yīng)點(diǎn)落在A區(qū)域時(shí),則管道可滿足自補(bǔ)償;當(dāng)落在B區(qū)域時(shí),必須精確計(jì)算后確定;當(dāng)落在C區(qū)域內(nèi),則不能滿足自補(bǔ)償。

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特定的管系能否依靠自身的彈性變形來(lái)吸收熱膨脹,必須通過(guò)計(jì)算進(jìn)行判定。

熱力管道補(bǔ)償器設(shè)計(jì)的核心是管道的應(yīng)力分析計(jì)算,由于應(yīng)力計(jì)算軟件的普及,蒸汽管道的設(shè)計(jì)變得更為方便。采用應(yīng)力分析軟件進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算,主要工作在于建模,一般步驟如下:

(1)依據(jù)地形、地貌和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn),繪制初步的管線布置圖,以固定支架和設(shè)備劃定需要計(jì)算的管道系統(tǒng);

(2)進(jìn)入程序界面,正確設(shè)置配置文件;

(3)根據(jù)程序提示,輸入管系的各項(xiàng)計(jì)算參數(shù),如設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、管徑、材質(zhì)以及管件、支吊架形式和位置等,程序?qū)?duì)水壓試驗(yàn)工況、冷態(tài)、熱態(tài)及支吊應(yīng)力進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析,若應(yīng)力分析未通過(guò),

此時(shí)調(diào)整管道的走向,改變補(bǔ)償結(jié)構(gòu)或改變支架、吊架的形式和位置,重新驗(yàn)算直至合格通過(guò)。


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