)確定管段是否需要使用膨脹節(jié)。

1．已知條件。一是設(shè)備參數(shù)(由設(shè)備圖紙?zhí)峁?。設(shè)備管口：1DW K2726RF一端允許載荷，F(xiàn)X=210．OOF／KN，F(xiàn)Y=150．00 F／K N，F(xiàn)Z=220．O0 F／K N。二是管道參數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)溫度和管道材料，從臺(tái)山項(xiàng)目《M aterial database of PipingStress Ana lysis))文件6．1．1章節(jié)和RCCM—C篇得到此管段的熱態(tài)許用應(yīng)力為162．00M pa。

2．計(jì)算管段所受熱應(yīng)力和設(shè)備接口處受力情況。

(1)按不設(shè)置膨脹節(jié)的情況進(jìn)行計(jì)算。此次應(yīng)力計(jì)算只考慮二次應(yīng)力計(jì)算，因?yàn)橐淮螒?yīng)力計(jì)算主要是計(jì)算地震載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力，對(duì)二次應(yīng)力計(jì)算無(wú)影響，可假設(shè)為校驗(yàn)通過(guò)，二次應(yīng)力計(jì)算主要是計(jì)算熱膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力。經(jīng)過(guò)SYSPIP234D計(jì)算，設(shè)備接口(節(jié)點(diǎn)1)和管段(其余節(jié)點(diǎn)都為管段節(jié)點(diǎn))所受熱應(yīng)力情況參見(jiàn)熱應(yīng)力計(jì)算表，此表略(注：除端點(diǎn)外，其余節(jié)點(diǎn)都有左右兩個(gè)單元，單元值不一定相同。)。從SYSPIP234D計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)看，節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2的右單元處所受熱應(yīng)力值大于熱態(tài)許用應(yīng)力162．OOM pa，力學(xué)計(jì)算不能通過(guò)。對(duì)設(shè)備接口處進(jìn)行力學(xué)分析，結(jié)果參見(jiàn)力學(xué)報(bào)告數(shù)據(jù)，此報(bào)告略。從力學(xué)報(bào)告中可以看出，x、Y向所受的力大于設(shè)備管口允許載荷，即539．O0>210．00，4 549．O0>150．00。不設(shè)置膨脹節(jié)，設(shè)備管口受力不能通過(guò)。

(2)按設(shè)置膨脹節(jié)的情況進(jìn)行計(jì)算。先設(shè)定管段上膨脹節(jié)處為可釋放六個(gè)方向力的剛性單元，通過(guò)SYSPIP234D計(jì)算，再次得出各節(jié)點(diǎn)的熱應(yīng)力數(shù)值。從熱應(yīng)力數(shù)值可得，設(shè)置膨脹節(jié)后各節(jié)點(diǎn)處的熱應(yīng)力值都小于熱態(tài)許用應(yīng)力值，計(jì)算結(jié)果可以通過(guò)。此時(shí)對(duì)設(shè)備接口處進(jìn)行力學(xué)分析，從數(shù)據(jù)上可知，設(shè)置膨脹節(jié)后，X、Y、Z方向受力值在設(shè)備管口允許載荷范圍內(nèi)，計(jì)算結(jié)果可以通過(guò)。根據(jù)此端管段的特點(diǎn)和管段所在的空間大小，選用波紋管膨脹節(jié)是一個(gè)即經(jīng)濟(jì)又可靠的辦法。

(二)確定膨脹節(jié)類(lèi)型。根據(jù)公式(1)，設(shè)備接口處的熱位移如下：U X=D X X叮X A T=362 X 11．50 X 10 X(60—2O)=16．65m m；U Y=D Y×盯X△T=(一423)×11．50××10一×(60—20)=一19．55r a m；U Z：D Z X盯X A T=(一475)X 11．50×X 10一×(60—20)=一21．85m m；R X=R Y=R Z=0．0 0。(注：D X、D Y、D Z是在PD M S中測(cè)出的距離。R指角偏轉(zhuǎn)位移，設(shè)備端點(diǎn)的附加位移是相對(duì)于設(shè)備固定點(diǎn)的位移。負(fù)值指某坐標(biāo)軸的反向。)根據(jù)公式(2)，此管段在x方向上△X=僅×LX X A T=l1．14×10一x 458×(60—20)：20．41m m，在Y方向上△Y=0lT×LY×A T=11．14×10一X(一139)×(60—20)：一6．19 m m，A Z=0．O0。設(shè)備接口處和管段位移合并：此系統(tǒng)x方向的熱位移為37．06r a m，Y方向的熱位移為一25．74r a m，Z方向的熱位移為一21．85m m。經(jīng)過(guò)位移數(shù)據(jù)分析，能夠同時(shí)吸收x、Y、z三個(gè)方向位移的波紋管膨脹節(jié)只有單式萬(wàn)向鉸鏈型。

(三)確定膨脹節(jié)數(shù)目。根據(jù)公式(6)和廠家提供的參數(shù)，一個(gè)膨脹節(jié)的熱位移△=(10×305／2)×(~／180)=26．62m m>25．74r a m，所以選用一個(gè)膨脹節(jié)即可滿(mǎn)足吸收要求。(四)選型后的校驗(yàn)。將選型后的參數(shù)輸入到SYSPIP234D中，此時(shí)得出各節(jié)點(diǎn)的熱應(yīng)力。從數(shù)據(jù)上可知，設(shè)置單式萬(wàn)向鉸鏈型波紋管膨脹節(jié)后，各節(jié)點(diǎn)處的熱應(yīng)力值都為零，說(shuō)明此膨脹節(jié)可以把管段的熱膨脹全部吸收，選型合理。選型后對(duì)設(shè)備接口處進(jìn)行力學(xué)分析，從結(jié)果上可知，設(shè)置單式萬(wàn)向鉸鏈型波紋管膨脹節(jié)后，只存在Z向熱脹力且數(shù)值較小。說(shuō)明設(shè)置此類(lèi)型膨脹節(jié)對(duì)減少設(shè)備接口處熱脹力，效果明顯，選型合理。