1. ASME B31.3壁(bi)厚(hou)設(she)計計算(suan)與對比分析


雜 1.jpg

圖 3.jpg


  從上面的(de)推導過程可知(zhi),對于(yu)理想(xiang)的(de)薄壁圓筒管狀設(she)備,如果要使其(qi)強度承受給(gei)定(ding)內壓(ya)而(er)不致(zhi)破壞,所取的(de)計(ji)算厚度應與(yu)內壓(ya)和(he)管子(zi)直徑(jing)的(de)乘積成正比(bi),與(yu)材(cai)料的(de)許用應力成反比(bi)。經過多(duo)年發展和(he)對公式(shi)的(de)不斷修正,形(xing)成了(le)目前(qian)廣(guang)泛認可的(de)ASME B31.3經典壁厚計(ji)算公式(shi)(3.3.4)或式(shi)(3.3.5)。



2. ASME B31.3管道壁厚計算方法


(1)管道的直管部分所(suo)要(yao)求的厚度應按公式(shi)(3.3.4)確定:


       tm=t+c  (3.3.4)


考慮(lv)到鋼廠的負偏差,應選用(yong)管道(dao)最小壁(bi)厚(hou)T≥tm


(2)直管(guan)的壓力(li)設計公式(shi)中的代(dai)號意義(yi)如下:


    c--機械裕(yu)量(liang)(螺(luo)紋或(huo)溝槽深(shen)度(du))與(yu)腐蝕和(he)磨(mo)蝕裕(yu)量(liang)的(de)(de)(de)總和(he)。對于帶(dai)螺(luo)紋的(de)(de)(de)組件,應(ying)采(cai)用公(gong)稱螺(luo)紋深(shen)度(du)(ASME B1.20.1的(de)(de)(de)尺寸h或(huo)相當的(de)(de)(de)尺寸);對于沒(mei)有規定公(gong)差的(de)(de)(de)機加工(gong)表面或(huo)槽,應(ying)在規定的(de)(de)(de)切削(xue)深(shen)度(du)加上0.5mm(0.02in)的(de)(de)(de)公(gong)差;


   d--管道內徑。對于壓力設計(ji)計(ji)算時,管道內徑應是采購技術條件下的最大值(zhi);


   D--管(guan)道的外(wai)徑(jing),如標準(zhun)或(huo)技術條(tiao)件表列(lie)或(huo)實(shi)測;


   E--ASME B31.3表A-1A或A1-1B所(suo)列質量系數;


   p--設(she)計內壓(ya)(表壓(ya));


   S--材料(liao)的(de)許用(yong)應力,見ASME B31.3表A-1;


   T--管壁厚(實測或按采購(gou)技術條件中(zhong)的(de)最小壁厚);


   tm--包括機加工、腐(fu)蝕和(he)磨(mo)蝕裕(yu)量在(zai)內(nei)的(de)所需(xu)最小(xiao)厚(hou)度;


   t--壓力設計(ji)厚度;


W--焊縫(feng)結構(gou)強度降(jiang)低系(xi)數(shu)。

   

 W 是考慮蠕變溫度(du)下新(xin)加的(de)(de)一個小于(yu)或等于(yu)1的(de)(de)系數。實際上式(3.3.5)和(he)式(3.3.6)最初來(lai)源于(yu)較精確(que)且(qie)較復雜的(de)(de)拉美(Lamé)公式(在1883年提出)的(de)(de)經驗(yan)近似(si)式。


  焊縫(feng)接(jie)頭(tou)強(qiang)度降(jiang)(jiang)低(di)系(xi)(xi)數(shu)(shu)W是引(yin)起焊縫(feng)接(jie)頭(tou)失效的(de)(de)名義應力與相(xiang)同持久時間(jian)母材(cai)失效的(de)(de)名義應力的(de)(de)比,在缺少(shao)更多可用(yong)數(shu)(shu)據的(de)(de)情況下(如蠕變(bian)試(shi)驗),對于所有材(cai)料,在溫(wen)(wen)度不大于510℃(950℉)時,應取(qu)為(wei)1.0,在溫(wen)(wen)度815℃(1500°℉)時,應取(qu)為(wei)0.5。中間(jian)溫(wen)(wen)度的(de)(de)強(qiang)度降(jiang)(jiang)低(di)系(xi)(xi)數(shu)(shu)應使用(yong)線性內插法取(qu)得。對于溫(wen)(wen)度高于815℃(1500°℉)的(de)(de)情況,由設計者負責確(que)定(ding)強(qiang)度降(jiang)(jiang)低(di)系(xi)(xi)數(shu)(shu)。


  使用(yong)焊縫(feng)接(jie)頭(tou)的蠕變試(shi)驗來(lai)確(que)定(ding)強度降低系數時(shi),宜使用(yong)全厚(hou)度橫截面焊縫(feng)試(shi)樣(yang)試(shi)驗,其持久(jiu)時(shi)間不低于1000h。除(chu)非設計者考慮由于橫穿焊縫(feng)應力重新分配的影響,應使用(yong)全厚(hou)度焊縫(feng)試(shi)樣(yang)。


Y--當t/D/6時從(cong)ASME B31.3表查得系數,見表3.3.18。對于(yu)中間溫度,Y值可(ke)用內插法(fa)求得。


表 18.jpg


(3)承(cheng)受(shou)內壓(ya)的直管。


    ①. 當t<D/6時,直管的內壓設計厚(hou)度(du),應不(bu)小于式(shi)(3.3.5)或(huo)式(shi)(3.3.6)計算出的厚(hou)度(du):


式 5.jpg


    ②. 當t≥D/6時(shi)或p/SE>0.385時(shi),直管(guan)的內壓設(she)計厚度(du)要對諸如失效(xiao)機理、疲勞影(ying)響和(he)熱應力等因素予(yu)以特殊考慮。


(4)承受外壓的直管(guan)。


   確定承受外壓的(de)(de)直管的(de)(de)壁厚(hou)和剛(gang)(gang)性加強(qiang)(qiang)要求時(shi),應遵照BPV規(gui)范VII卷第1冊UG-28至UG-30規(gui)定的(de)(de)程序,使用(yong)UG-29規(gui)定的(de)(de)兩(liang)剛(gang)(gang)性加強(qiang)(qiang)圈斷面中(zhong)心線間長(chang)度(du)作為設計長(chang)度(du)Lo。作為例(li)外的(de)(de)是(shi)(shi)當(dang)P.2的(de)(de)S值(zhi)應是(shi)(shi)在(zai)設計溫度(du)下管道材(cai)料下列數(shu)值(zhi)中(zhong)較小值(zhi):


   ①. 1.5倍ASME B31.3附錄表A-1的許用應力;

   ②. 0.9倍列(lie)于第(di)II卷D篇表Y-1相應材料屈服(fu)強度。

(第VII卷中的符(fu)號(hao)D。相當于ASME B31.3中的D)





聯系方式.jpg