当前位置: 首页 » 技术文档 » 管线和膨胀节的设计步骤

技术文档

管线和膨胀节的设计步骤

发布时间:2013-03-20

管线和膨胀节的设计步骤
含有波纹管膨胀节管线的设计计算与膨胀节的设计计算密不可分,作为严谨的设计,二者应交互进,分为以下步骤:
1.管线设计(膨胀节的选型和布设)
  用固定支座将管线划分成相对独立的管段,并配置导向支座、滑动支座等,以控制管道各点的位移量和方向,选用类型适当的膨胀节吸收。
2.管线的刚性分析(确定膨胀节的位移量)
  将管道设为刚体,将波纹管的刚度设为零,不考虑管线载荷和重量,计算各膨胀节在设计温度下的位移。确定膨胀节位移量时忽略管道的补偿能力(设为刚体),对波纹管的设计是偏于安全的。
3.波纹管的设计计算
  以设计压力、位移量等为条件,依据波纹管标准(如EJMA[3])设计波纹管,计算波纹管的性能参数。
4.管线的弹性分析(确定膨胀节的外载荷)
  引入波纹管刚度、膨胀节重量预估值,施加管线所受到的各项载荷(包括压力推力)和重量,对管线进行弹性分析,计算作用于膨胀节端口的用力和力矩。
5.膨胀节的校核计算
  本项计算主要对膨胀节的结构件进行强度校核,但为安全起见也应包括波纹管,因3.的载荷公考虑了作用于管壁上的设计压力。合理的管线设计应防止外载荷(包括压力推力)直接作用到波纹管上,然而因结构件受力发生
变形,波纹管难免要受到载荷作用,因此有必要补充纹管在全载荷下的强度校核。
6.管线的精确分析
  目前的管道应力分析软件一般将管道简化为梁单元,对于波纹管则采用EJMA引入的等效直管模型(轴向刚度相等)。对于大口径波纹管,等效直管模型的横向刚度、弯曲刚度与实际值有较大误差。如采用壳单元对膨胀节(
包括波纹管)作有限元分析,需要的话也可使用同等的管道模型,将膨胀节作为子结构引入管线对管线进行精确计算。
  以上说明波纹管膨胀节与管道的设计计密不可分,应交互进行;但是,严格按照上述步骤计算时费力,在实际工作中管线设计人员往往省略一些环节,或根据经验直接给定膨胀节的位移量和外载荷。如果设计人员的处理方
法是偏于安全的,这样作是允许的,但是设定膨胀节的外载荷时需遵循一定原则。