一、ASME簡單判(pan)斷(duan)式


  ASME簡(jian)單判(pan)斷(duan)(duan)法是由美國(guo)ASMEB31.1標準給(gei)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)一種快速確定管(guan)系熱膨(peng)脹補償是否滿(man)足要求(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)簡(jian)便方法,在工程設計中得到(dao)了廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)應用。但是,該方法僅是一個判(pan)斷(duan)(duan)式(shi),它(ta)并不能計算出(chu)管(guan)系中的(de)(de)(de)(de)(de)應力、邊(bian)界反(fan)力和位移(yi)等數(shu)值,只進(jin)行簡(jian)單的(de)(de)(de)(de)(de)判(pan)斷(duan)(duan)。它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)判(pan)斷(duan)(duan)結果是粗略的(de)(de)(de)(de)(de),也(ye)是比較保守的(de)(de)(de)(de)(de),因此對(dui)貴重的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)道(dao)(如合金鋼、不銹鋼、特殊耐熱鋼、超低溫用鋼管(guan)道(dao)等)不宜用它(ta)進(jin)行最(zui)終分析。


  具有同(tong)(tong)一直(zhi)徑、同(tong)(tong)一壁(bi)厚、無分(fen)支管、兩端(duan)固定(ding)、中間無支承(cheng)約束的非劇毒管道(dao)若不存在下列情(qing)況則(ze)可以(yi)按ASME簡單判斷式(shi)(shi)[式(shi)(shi)(9-1)]進行判斷:存在劇烈冷熱循環(huan)變化(hua)的管道(dao);大直(zhi)徑薄壁(bi)管;不等腿的管道(dao)展開長(chang)度大于端(duan)點(dian)(dian)連線(xian)長(chang)度2.5倍(bei)的U形(xing)管道(dao);不在端(duan)點(dian)(dian)連線(xian)方(fang)向上的端(duan)點(dian)(dian)附(fu)加位(wei)移占總位(wei)移量的大部(bu)分(fen);近似直(zhi)線(xian)的鋸齒(chi)形(xing)狀的管道(dao)。


式 1.jpg


      U-固定點之間的連線長(chang)度(du),m;


      δ-作用(yong)于(yu)管道的總熱(re)位(wei)移荷載,mm,由(you)管端(duan)處管道自由(you)熱(re)脹(zhang)冷縮(suo)位(wei)移以及設備熱(re)脹(zhang)冷縮(suo)位(wei)移疊加構成,前者(zhe)在(zai)熱(re)脹(zhang)條件下取正值(zhi)(zhi)(zhi),在(zai)冷縮(suo)條件下取負值(zhi)(zhi)(zhi),后者(zhe)以造成端(duan)點相(xiang)向移動取正值(zhi)(zhi)(zhi),相(xiang)背移動取負值(zhi)(zhi)(zhi)。



二(er)、ASME簡單判斷式不適用的管(guan)道


  ①. 在(zai)劇烈(lie)循環條件(jian)下運(yun)行,有疲(pi)勞危險(xian)的管(guan)道。


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


  ③. 與(yu)端(duan)點連(lian)線不在同一方(fang)向的(de)端(duan)點附加位移量(liang)占總位移量(liang)大部分的(de)管道。


  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(ju)齒狀(zhuang)管(guan)道(dao)。



三、簡(jian)單判斷式(shi)的求解步(bu)驟


  在進行(xing)ASME簡單判斷式的(de)(de)求解(jie)時,一般情況下并(bing)(bing)不困難,只需要(yao)將式中(zhong)各參(can)數按(an)各自的(de)(de)定(ding)義求出(chu)并(bing)(bing)代入公式計算即可(ke)。但當(dang)管系兩端點(dian)有附加位(wei)移(yi)(yi)時,一些設計人員往(wang)往(wang)將端點(dian)位(wei)移(yi)(yi)的(de)(de)正(zheng)、負(fu)號搞錯而導致計算錯誤。為(wei)此(ci),特將端點(dian)位(wei)移(yi)(yi)的(de)(de)正(zheng)、負(fu)號判斷方法(fa)進行(xing)介(jie)紹。端點(dian)位(wei)移(yi)(yi)的(de)(de)正(zheng)、負(fu)號可(ke)按(an)以下兩種(zhong)方法(fa)確(que)定(ding)。


  第一(yi)種方法(熱脹趨勢法)判(pan)斷步驟如(ru)下。


   ①. 選擇(ze)任一(yi)端點(dian)為始端,而(er)另一(yi)端則為末端。


   ②. 假(jia)想始端固定,而末端開放,并以此判斷(duan)管系的(de)熱(re)脹方向。


   ③. 管(guan)系中各(ge)管(guan)段的(de)熱(re)脹量 Δl=ΔTt 同一方(fang)向(xiang)的(de)管(guan)道熱(re)脹量為各(ge)管(guan)段熱(re)脹量的(de)代數和,并判(pan)斷(duan)末(mo)端在該方(fang)向(xiang)上的(de)位移趨勢(shi)。


   ④. 兩端(duan)點有(you)附(fu)加(jia)(jia)位(wei)(wei)移(yi)時(shi),對(dui)于始端(duan),其附(fu)加(jia)(jia)位(wei)(wei)移(yi)方(fang)向與管(guan)(guan)系(xi)的(de)(de)熱脹趨勢相同時(shi)取“十”,與管(guan)(guan)系(xi)位(wei)(wei)移(yi)趨勢相反時(shi)取“一”。對(dui)于末(mo)端(duan),其附(fu)加(jia)(jia)位(wei)(wei)移(yi)方(fang)向與管(guan)(guan)系(xi)的(de)(de)熱脹趨勢相同時(shi)取“-”,與管(guan)(guan)系(xi)的(de)(de)熱脹趨勢相反時(shi)取“十”;


 第(di)二種(zhong)方法(熱脹坐標法)判斷步驟如下。


   ①. 選擇任一端(duan)為始端(duan),另(ling)一端(duan)則(ze)為末端(duan)。


   ②. 假想(xiang)始端(duan)固(gu)定(ding),末端(duan)開放,并以始端(duan)為原點建立坐標系。


   ③. 從始端(duan)(坐(zuo)標(biao)原點(dian))沿管系向(xiang)(xiang)(xiang)末端(duan)行走(zou),與坐(zuo)標(biao)同(tong)向(xiang)(xiang)(xiang)時位移(yi)為(wei)正,反向(xiang)(xiang)(xiang)時為(wei)負,最后分別取各方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)的位移(yi)代數(shu)和。該代數(shu)和具有(you)“十”“-”號,“十”號表(biao)示(shi)該方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)的總(zong)位移(yi)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)與坐(zuo)標(biao)軸同(tong)向(xiang)(xiang)(xiang),而“一”號表(biao)示(shi)該方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)的總(zong)位移(yi)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)與坐(zuo)標(biao)軸反向(xiang)(xiang)(xiang)。


   ④. 端(duan)點有附(fu)加(jia)位(wei)移時,對于(yu)(yu)始端(duan),如果(guo)其附(fu)加(jia)位(wei)移方向與坐標(biao)(biao)軸(zhou)同向則(ze)為(wei)(wei)(wei)“+”,反(fan)向則(ze)為(wei)(wei)(wei)“一”;對于(yu)(yu)末(mo)端(duan),如果(guo)其附(fu)加(jia)位(wei)移方向與坐標(biao)(biao)軸(zhou)同向則(ze)為(wei)(wei)(wei)“十”,反(fan)向則(ze)為(wei)(wei)(wei)“-”。


 熱(re)脹趨勢法(fa)和熱(re)脹坐(zuo)標法(fa)得(de)到的結果是相同的。



工程實例


  ASME簡單判斷(duan)式的工程應用


  有一(yi)Φ273mm×8mnm的碳鋼(gang)管道,其(qi)設計溫度為250℃,安(an)裝溫度為20℃,線(xian)脹系數為at=12.8×10-6℃-1。管道走向如圖(tu)9-5所(suo)示,其(qi)中A、D為固定點(dian)。試計算其(qi)柔性是否足夠(gou)。



雜 2.jpg


 因為A=501.12>208.4,所(suo)以(yi)該管(guan)道不(bu)能滿足柔性要求。


聯系方式.jpg