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水平管线金属软管有限元计算

发布时间:2013-04-22

水平管线金属软管有限元计算

水平管线上膨胀节中的波纹管应力评定是依据膨胀节标准GB16749-97[3]来进行的。

在P+G+△T总裁荷作用下,水平管线上三个膨胀节中波纹管总的应力值已大于2δ1,需对膨胀节中的波纹管进行疲劳寿命校核。一般来说,膨胀节中波纹管设计许用循环次数[N]=3000次,疲劳寿命安全系数nf=15;这样,由疲劳寿命校核公式反算出波纹管许用综合应力;[δR]

水封罐上端水平管线金属软管有限元计算结果的评定

水封罐上端水平管线应力计算结果的评定分两部分:水平管线和膨胀节的波纹管。

目前,水封罐上端三通管附近设置的膨胀节位置不合适,该膨胀节中的波纹管不仅要承受管线轴向热膨胀应力,而且要承受水封罐罐体及管线轴向热膨胀应力,而且要承受水封罐罐体及管线纵向热膨胀应力;自由式膨胀节是不能承担纵向或横向的位移载荷。

通过水平管线上膨胀节波纹管优化设计计算的应力计算结果分析与评定,建议将三通管附近的膨胀节设置在靠近三通管鞍座附近。在正常操作工况下,水封罐上端水平管线包括水封罐罐体、三通管等位置上的应力值都较小,不会发生管道失效破坏。

若膨胀节波纹管波形参数(波高、波距、壁厚等)选择合适和位置设置合理,膨胀节波纹管上的各类应力值将远小于其许用应力极限值,此疲劳寿命也能满足于膨胀节设计寿命要求。另外,若膨胀节波纹管的材料选择合适,膨胀节波纹管在烟气介质环境下应不会发生介质腐蚀失效。

水平管线上需要重新设计的两个膨胀节金属波纹管参数完全相同。重新改造设计后,水封罐上端一段水平管线中的两个膨胀节重新安装位置及鞍座样式(固定、滑动)。

当然,目前该水平管线上膨胀节波纹管的失效原因不仅仅是位置设置不合适,也存在波纹管选材不当,膨胀节结构设计不合理等;针对这种大口径自由式膨胀节,在管线施工过程中,其管线支座标高、中心线误差度均必须严格控制。