什么是管道耳核?
管道耳轴支撑是管道行业中最常用的管道支架之一。由于其易于建造和勃起,这种支持广泛用于管道行业。管道耳轴或虚拟载体的施工和勃起非常简单,因为必须简单地焊接管道(通常与母管焊接的一个或多个尺寸小于母管)。
管道耳轴被定义为焊接在主动管道系统上的类似或更小尺寸的附加管道,以提供物理支撑。但是,在施工过程中,由于型材切割和焊接困难,通常避免使用相同尺寸管道的耳轴支撑。
耳轴支座的承载能力通常较低,不能与土木结构支座相比。因此,每个应力工程师都必须从失效的角度对焊缝点进行检查,并研究其承受管道载荷(主要是切向和纵向载荷以及相应的弯矩)的能力。焊接失败的机会增加耳轴长度或耳轴高度的增加。通常不建议使用高度超过1500mm的耳轴。
有时还在母管上添加结构部件代替管道,以形成耳轴支撑。与母管连接的假管或耳轴的材料应与母管材料兼容。
影响耳轴承载能力的因素
耳轴的承载能力主要取决于以下因素:
- 母管和耳轴/假管径:载荷尺寸增加,负载容量增加。
- 父管厚度:随着管道厚度的增加,管道的承载能力增加。
- 父管材料:随着母管材料允许强度(Sh)的增加,承载能力增加。
- 设计温度:随着设计温度的降低,承载能力增加。
- 父母管道腐蚀津贴:随着腐蚀容许量的降低,承载能力增加。
- 设计压力:随着设计压力的降低,承载能力增加。
- 耳/哑管道高度随着耳轴高度的降低,承载能力增加。
- 作为焊缝界面的补强垫厚度:在母管和耳轴管处加筋垫能极大地提高耳轴的承载能力。然而,在肘部增加射频垫是很难建造的,因此建议避免。
耳轴或假支承的应用
耳轴或假支承广泛应用于控制阀总成。在控制阀站中,耳轴或假支承通常由母管弯头焊接而成,如下图1所示:
耳轴或假支撑性器非常常见,可用于泵或其他旋转设备上的可调支撑,以进行对准目的。
典型耳轴支持配置
通过焊接管道上的耳轴支撑,可以实现多种支撑配置。图2提供了一些广泛使用的典型管道耳轴支撑配置的例子:
耳轴的计算方法
轴颈检查的方法有很多种。然而,凯洛格方法的耳轴检查使用excel电子表格是最常见的EPC组织。在一些组织中,用WRC方法检查耳轴是很普遍的。近年来,应用有限元计算方法对轴承座或假支承进行检测的企业越来越多。利用FE-Pipe/ FE-bend等应力分析程序的各种扩展模块,计算连接点的应力,并检查是否可以接受。
在下一段中,我将简要介绍使用Kellogg方法耳朵检查时使用的步骤和公式。
管道耳轴计算所需的输入
管道耳轴计算所需的输入为:
- 管道支撑载荷来自应力分析软件。
- 母管外径和厚度。
- 管耳外径和厚度。
- 父母管道腐蚀津贴。
- 母管材料,得到应力值。
- 管道设计温度和压力。
- 管耳轴高度。
- 如果需要/提供RF焊盘厚度。
Kellogg方法耳轴计算的步骤
1.首先在Caesar II/AutoPipe/Rohr II/Start-Prof/Other Stress analysis软件中运行静态分析,从输出处理器获得trunnion节点上的负载值。实践中最好从所有负载情况(持续的、运行的、设计的、倾覆的、水力试验的、偶然的等)中取最大值。
2.然后,根据下面的Kellogg方程计算管壳上产生的弯曲应力:
S.B.=(1.17 * f *√r)/(t1.5)……(1)
这里,
- S.B.=管壳中的弯曲应力
- R=管壳外半径
- t=腐蚀管厚度(实际管厚-腐蚀余量)+加固垫厚
- F =单位长度装载量
3.现在,通过管道应力新利18娱乐首页分析软件,我们可以得到每个耳轴的三种受力;纵向力,周向力和轴向力。因此,我们必须计算三个f值如下所述:
- 纵向弯曲荷载,fL.= ML./(πr2)……(2)
- 周向弯曲载荷,fC= MC/(πr2) ........( 3)和
- 由轴向力引起的加载f一个= P /(2Πr )...........( 4)
在哪里,
- M.L.=凯撒纵向力*耳轴有效长度
- M.C=由恺撒输出得到的周向力*耳轴有效长度
- P=直接轴向力,由凯撒二世输出。r=耳轴的外半径。
4.下一步是使用等式(1)来计算纵向的所有弯曲应力(sL.),轴向(S一个)和周向(sC从等式(2),(3)和(4)计算的力。
5.现在计算纵向压力应力(SLP=PD/4t),环向应力(SCP= PD / 2 t)。
6.在下一步中,将所有这些力组合在于适当的负载情况,如下所示,并将组合值与允许的应力值进行比较H和SCASME B31.3代码中定义的值。
- S.L.+ S一个+ SLP<= k * SH
- S.C+ S一个+ SCP<= k * sH和
- 耳轴压力< =H
此处耳轴应力应计算为=[{32*耳轴外径*√(ML.2+ MC2} / {Π*(耳轴外径4.-trunnion id.4.)}]
“k”的值取决于加载类型。凯洛格法建议的许用应力值见图3。
在检查耳轴支撑时减少压力的选项
可以通过各种方式减少耳段上的计算应力,使得伪计算符合允许的应力。一些这样的提示是
- 当检查耳轴或假人时,发现耳轴支撑的主要部分由于周向载荷而失效。因此,定位或放置耳轴时,耳轴上的周向力变得非常小,以允许/允许较大的耳轴高度。
- 减小耳轴高度或增大耳轴尺寸也会减少计算应力。
- 需要加入RF焊盘以增加结厚度,从而增加降低应力的负载承载能力。
- 增加母管直径也将符合耳轴的要求。然而,增大母管尺寸需要工艺确认。
耳轴和假腿的区别是什么?
尽管术语“耳轴”和“假腿”是互换使用的,有一个轻微的差别,这两个管道支持。
假管焊接到管道弯管上,以延长线路以达到下一个支撑,同时管道耳机焊接到垂直线上。通常,两个短管件焊接到垂直管道,以更好地稳定耳轴应用。在耳轴支撑件上提供RF垫更容易,但是对于管肘的管道分析和焊接通常难以进行凹痕垫的RF垫。
你好阿努普,
这些文章对所有管道工程师都非常有用。每个人都用耳轴来支撑管道。
我被困在一个问题上如何计算温度耳轴支持或鞋支持?
一般在CAESAR中,我们用环境温度来模拟耳轴。但我正在寻找的文章如何计算耳轴元件或鞋元件的温度。请提供您的宝贵资料。耳轴温度的计算可以采用裙摆温度计算法吗?
感谢和问候..
普拉卡什Mahajan。
雅各布斯工程印度PVT。有限公司
计算耳轴/鞋座温度的最佳方法是进行有限元分析,以获得真实的结果。
对于一般的近似方法,在非绝缘耳轴/鞋(部分外部绝缘)的情况下,人们使用每英寸(25毫米)长度40摄氏度的温度下降和每英寸内部绝缘4摄氏度的温度下降。
无论如何,我会试着找出更多关于这个话题的信息。
亲爱的Prakash,
你能发给我“裙子温度计算”的方法吗?
我想它用于在CAESAR II的蒸馏塔管道分析。
非常感谢您对此的答复。
亲爱的Prakash,
你能发给我“裙子温度计算”的方法吗?
我想它用于在CAESAR II的蒸馏塔管道分析。
非常感谢您对此的答复。
你好,Anup,请澄清以下几点。1)最后一个公式“as=[{32*Trunnion OD*√(ML2+MC2)} / {Π*(Trunnion OD4-Trunnion ID4)}]”与MW Kellogg无关。
2)从这个公式的单位来看,我们发现N/mm3不是一个应力单位。
问候
韩
亲爱的汉,
耳轴内部应力按弯曲应力公式S=Mc/I表示,
地点:
M =结合的时刻(ML ^ 2 + MC ^ 2) ^ 0.5
C =从质心轴到外光纤的距离(OD / 2)
我=关于质心轴的惯性矩(PI x(OD ^ 4-ID ^ 4)/ 64。
结果单位是N/m^2,这是一个应力单位。
我非常感谢你们提供了如此丰富的话题。我曾经每天访问这个网站,获得了很多知识。继续像初学者一样教育我。
我使用了PRG FEA,并发现SIF 2.1在保守方面。我们不应该使用它。
是的,你可以用它
我有个关于容许压力的问题。
您的指南如下。
SL+ SA + SLP <= 1.5 * Sh
SC+ SA + SCP <= 1.5*Sh
和耳轴压力< = Sh,
但是m.w.k log的《设计手册-管道机械》中的表B-“总允许应力”,我可以根据设计条件和任何情况选择总允许应力。新利luck体育官方网址
正常运行- 2.0Sh
操作时间短- 2.4Sh
正常温度仅- 1.25Sc + 0.25Sh
短时间热操作- 1.5(Sc+Sh)
测试- 2.4 sc
您的指南和设计手册有什么不同?
尊敬的先生,
谢谢你的有用文字
在我们的组织中,我们为母管与套管的交点设置了未加强的应力强度因子,并对套管进行建模
然后在承受和膨胀荷载情况下,对其进行应力校核,并与材料的许用应力进行比较。
在你看来这是真的吗?
那么我们为什么要用凯洛格方法呢?
我已经遇到了一个excel表耳轴强度计算,这是按照凯洛格的方法。根据这些类型的许用应力变化定义了4种研究方法,分别是凌日法、200年法、10000年法和爆破法。请让我知道我应该选择哪一个陆上油气管道。
我和杰克有同样的问题,
为什么“正常的工业实践是取1.5倍Sh值作为许用应力值”,而不是像MW Kellogg说的那样,正常运行时使用20sh,偶尔使用2.4 Sh ?
问候
嗨需要一些澄清,如果我涉及所有的参数。
1.没有看到Sb=(1.17 * f *√R)/ (t^1.5) ......(1)与允许和使用的验收标准相比较吗
2.父管道OD或ID未出现在配方中的任何地方,是否意味着任何管道尺寸都没有父管道的关系和效果,除非它会影响尺寸intercence
大家好,
我的问题是关于管道设计者方面的。
我们可以在3D/5D弯道上有耳轴支持吗?
由于管弯头和锻造弯头的壁厚不同,是否适用于关键管道?
如果耳轴焊接到底座,那么附着的父管墙也会体验时刻。因此,需要添加由于外部时刻引起的应力。这本主题尚未提及。
请。是否有利用文献计算虚拟应力的实践。
请为此ISSU提供任何计算表?
我有条件检查应力在0.5箍应力或添加一个加强垫,但不知道如何检查箍应力,因为我们在计算弯曲应力?
在耳轴检查中,我们的客户有应力需要在环向应力的50%以内的情况,否则我们需要添加加强垫。我的问题是,我如何检查耳轴的环向应力?
你好阿努普,
谢谢你为躯干的好博客。
我有一个疑问。
在我们的项目中,我们的耳管管道支撑在侧面和结构钢上的垂直管道。
采用这种套管式支撑时,帕纳管的受力如何计算?
你好阿努普,
谢谢你的好博客。
我有一个关于耳轴重新焊盘的查询。
需要在焊缝中切割加固垫和存根孔?