压力管道设备开孔补强计算方法探讨.pdf

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第40卷增刊1
石油化
Vol 40 Supplement
201年8月
PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT
Aug.2011
文章编号:1000-7466(2011)増刊1-0023-04
压力管道设备开孔补强计算方法探讨
曲忠奎,郭磊,王枫,张倩
(中国石油天然气管道工程有限公司,河北廊坊065000)
摘要:介绍了压力管道设备的开孔补强计算方法,包指采用压力容器的开孔补强计算方法和采用
压力管道设备标准规定的开孔补强计算方法两种。论述了这两种方法的特点和应用范围,详细介
绍了它们之间的相同和不同点以及实际应用时应注意的地方。
关键词:压力管道;设备;开孔补强;计算方法
中图分类号:TE973
文献标志码:B
Discussion of Calculation Method of Opening Reinforcement for
Pressure Pipeline Equipment
QU Zhong-kui, GUO Lei, WANG Feng, ZHANG Qian
(China Petroleum Pipeline Engineering Corporation, Langfang 065000, China)
Abstract: The pressure pipeline equipments opening reinforcement calculation methods, inclu-
ding the pressure vessel opening reinforcement calculation method and the opening reinforcement
calculation method of pipeline equipment standards were introduced. The characteristics and
range of applications was mainly discussed, and the same and different between them and what
should pay attention to in practical application were introduced
Key words: pressure pipeline; equipment; opening reinforcement; calculation method
在输油和输气等长输管道工程中,需要使用大面积补强法,这也是目前计算最简单且最常用的一
量清管器收发球筒、汇气管及清管三通等压力管道种补强计算方法。
非标设备。压力管道设备在筒体的开口结构有两种
压力管道设备的补强计算方法主要有两种:①
形式,一类是传统的焊接结构,另一类是挤压引出接采用压力容器的开孔补强计算方法,也就是按照
管结构。无论是焊接结构还是挤压引出接管结构,GB150-1998《钢制压力容器》或《ASME锅炉与压
其开孔补强的计算方法上都是类似的,普遍采用等力容器规范》第Ⅷ卷中的要求进行开孔补强计算2
ーー+…ー+wー+ーー+ー
参考文献
的进展和评述[J.压力容器,2007,26(10):34-40
[1]GB150-1998,钢制压力容器[S
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2]桑如苞.压力容器强度设计技术分析(三)[J].石油化
分析设计中的应用[J].化工装备技术,2010,31(1)
工设计,2007,7(1):47-54
3]AD压力容器规范(1983版)[S
[7ASME锅炉及压力容器规范第Ⅷ篇(2007版)LS
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5]陆明万,寿比南,杨国义.压力容器应力分析设计方法
(杜编
收稿日期:2011-23-03
作者简介:曲忠奎(1981-),男,辽宁鞍山人,工程师,学士,主要从事压力管道设备、压力容器方面的设计工作。
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石油化工设备
2011年第40卷
这种方法多用于输油管道工程。②采用压力管道的度下圆筒的计算厚度为
开孔补强计算方法,也就是按照压力管道标准,如
GB50251-2003《输气管道工程设计规范》或
ASME B31.3《工艺管道》中的要求来进行开孔补强
需要说明的是,[]'应为设计温度下筒体材料
计算?,这种方法也多用于输气管道工程。虽然的许用应力,按文献[]中第4章选取
同属于压力管道设备标准,文献[3,4中关于开孔补
文献[2]中相应的开孔补强计算方法与文献[11
强的计算也有差别。
大同小异。
为此,笔者论述了这两种计算方法的特点和应2GB50251中规定的开孔补强计算
用范围,详细介绍了它们之间的异同以及实际应用
时应当注意的问题~2。文中各量的含义参见各
文献[3]附录F规定,三通或直接在管道上开
相应文献。
孔与支管连接时,其开孔削弱部分可按等面积补强
原理进行补强,应满足以下公式:
1压力容器的开孔补强计算
A1+A2iA3≥AR
压力容器的开孔补强计算方法主要采用的是等其中
面积补强法,其指导思想是使筒体上多余金属的截
A2=2H(,-6)
面积A1、接管上多余金属的截面积A2、焊缝金属的
截面积A3之和作为有效补强范围内补强的截面式中,A1为有效补强区内主管承受内压所需设计壁
积A
厚外的多余厚度形成的面积;A2为有效补强区内支
若A.大于等于因开孔而削弱的截面积A,则开管承受内压所需最小壁厚外的多余厚度形成的截面
孔不需要补强;若A、小于A.则开孔需要补强,需要积;A。为有效补强区内另加补强元件的面积,包括
补强的面积A4>A-A。。
该区内的焊缝截面积;AR为主管开孔削弱所需补强
该方法使用的开孔范围为,当筒体内径D)≤面积,mm2
1500mm时,开孔最大直径d≤D/2,且d≤
开孔补强的有效补强范園为H
520mm;当筒体内径D>1500mm时,开孔最大2.56、H2=2.58。。文献[3]中规定,直管段管壁
直径d≤D1/3,且d1000mm。
厚度按下式计算:
文献]第8章规定,开孔所需的补强面积A
o、Ft
dお+28。(1-f,);筒体补强面积,即筒体有效厚度
需要说明的是,、应为钢管的最小屈服强度;F
减去计算厚度之外的多余面积A1=(B-4)(6.-6)
28(.-6)(1ーf);接管补强面积,即接管有效为设计系数,眼工程所在地区有关,两者相乘即为
料的许用应力
厚度减去计算厚度之外的多余面积A2=2h1(6
6,)f,+2ha(おa-c2)fr
3文献[4]中规定的开孔补强计算
开孔补强的有效宽度B按式(1)计算,取二者
文献[4中规定,内压下支管连接所需的补强面
中较大值。
积A1为
B=
(1)
d+26。+26n
Al=thd(2 -sin B
(5)
有效的补强面积为:
开孔补强的有效外侧高度按照式(2)进行计算,
A2+A3