一、ASME簡單判(pan)斷式


  ASME簡(jian)單判(pan)斷法(fa)是(shi)(shi)由美國(guo)ASMEB31.1標準(zhun)給(gei)出的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)快速確定管(guan)系(xi)(xi)熱膨脹補償是(shi)(shi)否滿足(zu)要求的(de)(de)(de)(de)簡(jian)便方法(fa),在工程設計(ji)中得到了廣泛的(de)(de)(de)(de)應用。但是(shi)(shi),該方法(fa)僅是(shi)(shi)一個判(pan)斷式,它(ta)并不能(neng)計(ji)算(suan)出管(guan)系(xi)(xi)中的(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)、邊界反力(li)(li)和位移等數值,只進行簡(jian)單的(de)(de)(de)(de)判(pan)斷。它(ta)的(de)(de)(de)(de)判(pan)斷結果是(shi)(shi)粗(cu)略的(de)(de)(de)(de),也是(shi)(shi)比較保守(shou)的(de)(de)(de)(de),因此對(dui)貴重的(de)(de)(de)(de)管(guan)道(如合金鋼、不銹鋼、特殊耐熱鋼、超低溫用鋼管(guan)道等)不宜用它(ta)進行最終分析。


  具有同一直徑、同一壁(bi)厚、無(wu)(wu)分(fen)支管(guan)、兩端(duan)(duan)固定、中間無(wu)(wu)支承(cheng)約束的(de)(de)非劇(ju)毒管(guan)道(dao)(dao)若不(bu)存(cun)在(zai)下(xia)列(lie)情況則可以(yi)按ASME簡單判斷式[式(9-1)]進行判斷:存(cun)在(zai)劇(ju)烈(lie)冷熱循環變化的(de)(de)管(guan)道(dao)(dao);大(da)直徑薄壁(bi)管(guan);不(bu)等(deng)腿(tui)的(de)(de)管(guan)道(dao)(dao)展開長度大(da)于端(duan)(duan)點連(lian)線長度2.5倍的(de)(de)U形管(guan)道(dao)(dao);不(bu)在(zai)端(duan)(duan)點連(lian)線方(fang)向上(shang)的(de)(de)端(duan)(duan)點附加位移(yi)占總(zong)位移(yi)量(liang)的(de)(de)大(da)部分(fen);近似直線的(de)(de)鋸齒形狀的(de)(de)管(guan)道(dao)(dao)。


式 1.jpg


      U-固定點之間的連(lian)線長度,m;


      δ-作用于管道(dao)的(de)總(zong)熱(re)位(wei)移(yi)荷載,mm,由管端處管道(dao)自由熱(re)脹冷(leng)縮位(wei)移(yi)以及設備熱(re)脹冷(leng)縮位(wei)移(yi)疊(die)加構成(cheng),前者在熱(re)脹條(tiao)(tiao)件(jian)下取(qu)(qu)正值(zhi),在冷(leng)縮條(tiao)(tiao)件(jian)下取(qu)(qu)負值(zhi),后(hou)者以造成(cheng)端點相(xiang)向移(yi)動取(qu)(qu)正值(zhi),相(xiang)背移(yi)動取(qu)(qu)負值(zhi)。



二、ASME簡(jian)單判(pan)斷式不適用的(de)管道


  ①. 在劇烈循環條件下運行,有疲(pi)勞危險的管(guan)道。


  ②. 大直徑薄壁管(guan)道(管(guan)件應力(li)增強系(xi)數i≥5)。


  ③. 與端(duan)點連線不在(zai)同一方(fang)向的端(duan)點附加位移量占(zhan)總位移量大部分的管(guan)道。


  ④. L/U>2.5的不等腿U形彎管(guan)管(guan)道(dao),或近似直線的鋸齒狀(zhuang)管(guan)道(dao)。



三、簡單判斷式的(de)求解步驟


  在(zai)進(jin)行ASME簡單判斷式(shi)的(de)求(qiu)解時,一般情況(kuang)下(xia)并不困難(nan),只需要將式(shi)中各參數按各自的(de)定義求(qiu)出并代入(ru)公(gong)式(shi)計(ji)算即可。但當管系兩(liang)端點有附加位(wei)(wei)移(yi)時,一些設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)往往將端點位(wei)(wei)移(yi)的(de)正、負(fu)號搞錯而導致(zhi)計(ji)算錯誤(wu)。為此,特(te)將端點位(wei)(wei)移(yi)的(de)正、負(fu)號判斷方法進(jin)行介紹。端點位(wei)(wei)移(yi)的(de)正、負(fu)號可按以下(xia)兩(liang)種(zhong)方法確定。


  第(di)一種方法(fa)(熱脹趨(qu)勢法(fa))判斷步驟(zou)如(ru)下。


   ①. 選擇任一端(duan)(duan)(duan)點為始端(duan)(duan)(duan),而(er)另一端(duan)(duan)(duan)則為末(mo)端(duan)(duan)(duan)。


   ②. 假想始(shi)端(duan)固定,而末端(duan)開(kai)放,并以此判斷管系的熱脹方向(xiang)。


   ③. 管(guan)系中各管(guan)段的熱脹(zhang)量(liang) Δl=ΔTt 同一(yi)方向(xiang)的管(guan)道熱脹(zhang)量(liang)為各管(guan)段熱脹(zhang)量(liang)的代數(shu)和,并判斷末端在該(gai)方向(xiang)上(shang)的位移趨勢。


   ④. 兩端(duan)(duan)點(dian)有附(fu)(fu)加位(wei)移(yi)時(shi)(shi),對(dui)于(yu)始端(duan)(duan),其附(fu)(fu)加位(wei)移(yi)方向與(yu)管系的(de)熱脹(zhang)趨(qu)(qu)勢(shi)相(xiang)同(tong)時(shi)(shi)取(qu)“十(shi)”,與(yu)管系位(wei)移(yi)趨(qu)(qu)勢(shi)相(xiang)反時(shi)(shi)取(qu)“一(yi)”。對(dui)于(yu)末端(duan)(duan),其附(fu)(fu)加位(wei)移(yi)方向與(yu)管系的(de)熱脹(zhang)趨(qu)(qu)勢(shi)相(xiang)同(tong)時(shi)(shi)取(qu)“-”,與(yu)管系的(de)熱脹(zhang)趨(qu)(qu)勢(shi)相(xiang)反時(shi)(shi)取(qu)“十(shi)”;


 第二種方法(熱脹坐標法)判斷(duan)步驟(zou)如(ru)下。


   ①. 選(xuan)擇任一端(duan)為始端(duan),另(ling)一端(duan)則為末端(duan)。


   ②. 假想始端(duan)固定(ding),末(mo)端(duan)開放(fang),并(bing)以始端(duan)為原點建立坐標系。


   ③. 從(cong)始端(坐標(biao)原(yuan)點)沿管系向(xiang)末端行走,與(yu)坐標(biao)同向(xiang)時位移為正(zheng),反向(xiang)時為負,最后分別取各方(fang)向(xiang)的(de)位移代(dai)數和。該代(dai)數和具(ju)有“十(shi)”“-”號,“十(shi)”號表示該方(fang)向(xiang)的(de)總位移方(fang)向(xiang)與(yu)坐標(biao)軸(zhou)同向(xiang),而“一”號表示該方(fang)向(xiang)的(de)總位移方(fang)向(xiang)與(yu)坐標(biao)軸(zhou)反向(xiang)。


   ④. 端點(dian)有附加(jia)位(wei)移(yi)時,對(dui)于始端,如(ru)果其附加(jia)位(wei)移(yi)方向(xiang)與坐標軸同(tong)向(xiang)則(ze)為“+”,反向(xiang)則(ze)為“一”;對(dui)于末端,如(ru)果其附加(jia)位(wei)移(yi)方向(xiang)與坐標軸同(tong)向(xiang)則(ze)為“十”,反向(xiang)則(ze)為“-”。


 熱脹趨勢法(fa)和熱脹坐標法(fa)得(de)到(dao)的結果(guo)是(shi)相同的。



工程實例


  ASME簡單判斷(duan)式的工程應(ying)用


  有(you)一(yi)Φ273mm×8mnm的碳鋼管道,其(qi)(qi)設計溫度為250℃,安裝溫度為20℃,線脹系數為at=12.8×10-6℃-1。管道走向如圖(tu)9-5所示,其(qi)(qi)中A、D為固定點。試計算其(qi)(qi)柔性是(shi)否足(zu)夠。



雜 2.jpg


 因為A=501.12>208.4,所以該管道不能滿足柔性(xing)要求(qiu)。


聯系方式.jpg