一、ASME簡單判斷(duan)式(shi)


  ASME簡單判(pan)斷(duan)(duan)法是由美國ASMEB31.1標準給出的(de)(de)一種快速(su)確定管(guan)(guan)系熱膨脹補償(chang)是否滿足要求的(de)(de)簡便(bian)方(fang)法,在工程(cheng)設計(ji)中(zhong)得到了廣泛的(de)(de)應(ying)用(yong)。但是,該(gai)方(fang)法僅(jin)是一個判(pan)斷(duan)(duan)式,它(ta)并(bing)不能(neng)計(ji)算出管(guan)(guan)系中(zhong)的(de)(de)應(ying)力、邊(bian)界反力和(he)位移(yi)等(deng)(deng)數值,只進(jin)行(xing)簡單的(de)(de)判(pan)斷(duan)(duan)。它(ta)的(de)(de)判(pan)斷(duan)(duan)結(jie)果是粗略的(de)(de),也(ye)是比較保守的(de)(de),因此對貴重的(de)(de)管(guan)(guan)道(如合金鋼(gang)、不銹鋼(gang)、特殊(shu)耐熱鋼(gang)、超低溫用(yong)鋼(gang)管(guan)(guan)道等(deng)(deng))不宜(yi)用(yong)它(ta)進(jin)行(xing)最終分析。


  具有同一(yi)直徑、同一(yi)壁(bi)厚、無(wu)分支(zhi)管(guan)(guan)、兩端固(gu)定、中間(jian)無(wu)支(zhi)承約束(shu)的(de)非劇(ju)毒(du)管(guan)(guan)道(dao)若(ruo)不存在(zai)(zai)下列情況則可以按ASME簡(jian)單判(pan)斷(duan)(duan)式[式(9-1)]進行判(pan)斷(duan)(duan):存在(zai)(zai)劇(ju)烈冷熱(re)循環變化的(de)管(guan)(guan)道(dao);大(da)直徑薄(bo)壁(bi)管(guan)(guan);不等腿的(de)管(guan)(guan)道(dao)展開(kai)長度大(da)于端點連(lian)線長度2.5倍的(de)U形(xing)(xing)管(guan)(guan)道(dao);不在(zai)(zai)端點連(lian)線方向上的(de)端點附加(jia)位(wei)移(yi)占總(zong)位(wei)移(yi)量的(de)大(da)部(bu)分;近(jin)似直線的(de)鋸(ju)齒形(xing)(xing)狀的(de)管(guan)(guan)道(dao)。


式 1.jpg


      U-固定點之間的連線長度,m;


      δ-作用于管道(dao)的(de)總熱位(wei)移(yi)(yi)荷載,mm,由管端處(chu)管道(dao)自由熱脹(zhang)冷(leng)縮位(wei)移(yi)(yi)以及設備熱脹(zhang)冷(leng)縮位(wei)移(yi)(yi)疊加構(gou)成(cheng),前者在(zai)(zai)熱脹(zhang)條件下取(qu)(qu)正值(zhi),在(zai)(zai)冷(leng)縮條件下取(qu)(qu)負值(zhi),后者以造成(cheng)端點(dian)相(xiang)向移(yi)(yi)動(dong)(dong)取(qu)(qu)正值(zhi),相(xiang)背(bei)移(yi)(yi)動(dong)(dong)取(qu)(qu)負值(zhi)。



二、ASME簡(jian)單判斷式不(bu)適用的管道(dao)


  ①. 在劇(ju)烈循(xun)環條件下運行,有疲(pi)勞危險的管道。


  ②. 大直徑薄壁(bi)管(guan)道(管(guan)件應(ying)力增強系數i≥5)。


  ③. 與(yu)端點(dian)連線(xian)不在同一方向的(de)端點(dian)附加位移(yi)量占(zhan)總位移(yi)量大部分的(de)管道。


  ④. L/U>2.5的(de)不(bu)等腿U形彎管管道,或近似(si)直線(xian)的(de)鋸(ju)齒狀(zhuang)管道。



三、簡單(dan)判(pan)斷式的求(qiu)解步驟


  在進行ASME簡單判斷式(shi)的求解(jie)時(shi),一般(ban)情況下并不(bu)困難(nan),只需要(yao)將(jiang)(jiang)式(shi)中各(ge)參數按各(ge)自(zi)的定義求出并代(dai)入公式(shi)計(ji)算(suan)即(ji)可(ke)(ke)。但(dan)當管系兩端(duan)點(dian)有(you)附加(jia)位(wei)(wei)移時(shi),一些設計(ji)人員往往將(jiang)(jiang)端(duan)點(dian)位(wei)(wei)移的正、負號(hao)搞錯而(er)導(dao)致(zhi)計(ji)算(suan)錯誤。為此,特(te)將(jiang)(jiang)端(duan)點(dian)位(wei)(wei)移的正、負號(hao)判斷方法進行介紹。端(duan)點(dian)位(wei)(wei)移的正、負號(hao)可(ke)(ke)按以下兩種方法確定。


  第一種方法(熱脹趨勢法)判斷步驟如下(xia)。


   ①. 選擇任(ren)一端(duan)點為始端(duan),而另一端(duan)則為末(mo)端(duan)。


   ②. 假(jia)想始端(duan)固定,而(er)末(mo)端(duan)開放(fang),并以此判(pan)斷管(guan)系的熱(re)脹方向。


   ③. 管(guan)(guan)系(xi)中各管(guan)(guan)段的熱(re)脹量 Δl=ΔTt 同(tong)一方(fang)(fang)向(xiang)的管(guan)(guan)道熱(re)脹量為各管(guan)(guan)段熱(re)脹量的代數和,并判斷末端(duan)在(zai)該方(fang)(fang)向(xiang)上的位(wei)移趨勢。


   ④. 兩端(duan)點(dian)有附(fu)加(jia)位(wei)移時,對(dui)于始端(duan),其附(fu)加(jia)位(wei)移方(fang)向(xiang)與(yu)管系的熱(re)脹趨(qu)勢相同(tong)時取(qu)“十”,與(yu)管系位(wei)移趨(qu)勢相反時取(qu)“一”。對(dui)于末端(duan),其附(fu)加(jia)位(wei)移方(fang)向(xiang)與(yu)管系的熱(re)脹趨(qu)勢相同(tong)時取(qu)“-”,與(yu)管系的熱(re)脹趨(qu)勢相反時取(qu)“十”;


 第二種(zhong)方法(fa)(熱脹坐標(biao)法(fa))判斷步驟如下。


   ①. 選擇任(ren)一端(duan)(duan)(duan)為始端(duan)(duan)(duan),另一端(duan)(duan)(duan)則為末(mo)端(duan)(duan)(duan)。


   ②. 假想始(shi)端固定,末端開放,并以始(shi)端為原點建立坐標(biao)系。


   ③. 從始端(duan)(duan)(坐(zuo)標(biao)(biao)原點(dian))沿(yan)管系向(xiang)(xiang)末(mo)端(duan)(duan)行走,與(yu)坐(zuo)標(biao)(biao)同向(xiang)(xiang)時(shi)位移(yi)為正,反(fan)向(xiang)(xiang)時(shi)為負,最(zui)后分別取各(ge)方向(xiang)(xiang)的位移(yi)代(dai)數和。該代(dai)數和具有“十”“-”號(hao),“十”號(hao)表示該方向(xiang)(xiang)的總位移(yi)方向(xiang)(xiang)與(yu)坐(zuo)標(biao)(biao)軸同向(xiang)(xiang),而“一”號(hao)表示該方向(xiang)(xiang)的總位移(yi)方向(xiang)(xiang)與(yu)坐(zuo)標(biao)(biao)軸反(fan)向(xiang)(xiang)。


   ④. 端(duan)點(dian)有附加(jia)位移(yi)時,對于(yu)始端(duan),如果(guo)其(qi)(qi)附加(jia)位移(yi)方向(xiang)與(yu)坐標(biao)軸(zhou)同向(xiang)則(ze)(ze)為“+”,反(fan)向(xiang)則(ze)(ze)為“一”;對于(yu)末端(duan),如果(guo)其(qi)(qi)附加(jia)位移(yi)方向(xiang)與(yu)坐標(biao)軸(zhou)同向(xiang)則(ze)(ze)為“十”,反(fan)向(xiang)則(ze)(ze)為“-”。


 熱脹(zhang)趨(qu)勢法和熱脹(zhang)坐標法得到的結(jie)果是(shi)相同的。



工(gong)程(cheng)實例


  ASME簡單判斷式的工程應用


  有一Φ273mm×8mnm的碳鋼管(guan)道,其設計溫度(du)為(wei)250℃,安裝溫度(du)為(wei)20℃,線脹系數(shu)為(wei)at=12.8×10-6℃-1。管(guan)道走向如圖9-5所示,其中A、D為(wei)固(gu)定點。試計算其柔性是否(fou)足夠。



雜 2.jpg


 因為A=501.12>208.4,所(suo)以該管道不能滿足柔性要求(qiu)。


聯系方式.jpg