分支管件中支管座的强度校核分析.pdf

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1、第54卷第1期化工设备与管道Vol.54No.12017年2月PROCESSEQUIPMENT&PIPINGFeb.2017分支管件中支管座的强度校核分析郭顺显（江阴市南方管件制造有限公司，江苏江阴214437）摘要：选取三个样本，采用等面积补强法、压力面积法和设计验证试验法等设计规范和产品标准中规定的计算和试验的方法对支管座进行强度校核，结果表明虽然某一计算方法不能使支管座通过强度校核，但其余的方法却可使支管座通过强度校核。据此提出了不论采用哪种公认的方法，只要通过了其中之一的强度校核，即可认为该支管座满足强度要求的结论。关键词：支

2、管座；分支管件；等面积补强法；压力面积法；验证试验；强度中图分类号：TQ055.8；TH123文献标识码：A文章编号：1009-3281（2017）01-0073-004支管座（Outlet）与三通、单承口管箍等分支管和式（1）~（4）所示。件的作用相同，是用于压力管道分支处的一种管件。由于支管座在压力管道上使用相对广泛，产品已经标准化、系列化，常用的支管座产品标准有GB/T[1][2]19326和MSSSP-97等。在管道设计中依据设计规范对支管座进行强度计算时，有时会出现不能通过校核的情况，但研究这种情况的文献却很少见。针对这一问

3、题，采用等面积补强法、压力面积法和设计验证试验等公认的计算和试验的方法对支管座进行强Dh-主管外径，mm，为168.3；Db-支管外径，mm，为114.3；f-支度校核，对比不同方法所得到的结果并得出结论。管座内孔斜面处的高度，mm，为11.41选取三个不同规格的正交支管座为样本进行分图1等面积补强法计算图析。这三个样本按标准中设计验证试验规定覆盖的支Fig.1Calculationchartforareareplacementmethod管范围为DN10～DN800。为排除不确定因素和简化计算，所涉及的参数按相关标准或产品的实际数值

4、A2+A3+A4≥A1（1）选取，其中钢管壁厚公差设为0，腐蚀裕度设为0。A1=th·d1（2）A2=(2d2-d1)(Th-th-c)（3）1等面积补强法的计算A3=2L4(Tb-th-c)（4）2作为开孔补强计算中普遍使用的等面积补强法，式中A1——所需要的补强面积，mm；[3][4]2ASME相关规范和我国相关规范均给出了计算A2——主管多余壁厚的面积，mm；2方法。等面积补强是针对焊接的支管连接件的补强A3——支管多余壁厚的面积，mm；2计算方法，也适用于支管座这种型式的焊接支管连A4——外加补强的面积，mm；接件。Th——主

5、管公称壁厚，为7.11mm；1.1样本1样本1为对焊支管座，规格为DN150×100（接收稿日期：2015-08-11作者简介：郭顺显（1952—），男，山东黄县人，高级工程师。主管外径168.3mm×114.3mm），STD（接管壁厚7.11要从事压力管道用钢制管件的研发制造、工艺技术及mm×6.02mm），材料牌号为15CrMo。计算如图1标准化工作。·74·化工设备与管道第54卷第1期Tb——支管公称壁厚，为6.02mm；即总的补强面积（A2+A3+A4）大于所需要的补th——主管设计厚度，mm，按主管公称壁厚强面积（A1），样

6、本2满足补强计算要求。的87.5%计算th为6.22mm；1.3样本3tb——支管设计厚度，mm，按支管公称壁厚样本3为对焊支管座，规格为DN500×400（接6的87.5%计算tb为5.27mm；管外径508mm×406.4mm），XS（接管壁厚12.7d1——从主管上去除的有效长度，mm，按支mm×12.7mm），材料牌号为A105。计算如图1和管座底部的开孔尺寸为120mm；公式（1）~（4）所示。d2——补强区半宽度，mm，取d2=d1，为120样本3中：Th=12.7mm；Tb=12.7mm；th=11.11mm；mm；tb

7、=11.11mm；Dh=508mm；Db=406.4mm；c——加工裕量和腐蚀裕量总合，mm，取cd1=403mm；d2=403mm；L4=31.75mm；按式（2），22为0；A1=4477.33mm；按式（3），A2=640.77mm；按式（4），22L4——主管外补强区高度，mm，按式（5）：A3=65.99mm；A4总计为3192.92mm。L4=2.5(Th-c)（5）得出样本3的补强面积总和为：计算为17.78mm；A2+A3+A4=3899.68mm将相关数据代入公式（2）~（4）中，计算结果如下：将相关数据代入式（1）

8、，样本3的计算结果为：222A1=746.4mm3899.68mm＜4477.33mm2A2=106.8mm即总的补强面积（A2+A3+A4）小于所需要的补2A3=9.56mm强面积（A1），样本3未满足补强计算要求。A