1. 某工程施工時,由于某管道的三通未采購到,業主發聯絡單讓管道設計人員判斷在主管直接開孔焊接支管是否可行。
2. 支管連接形式的選用
支管直接焊接在主管上的支管連接,除下列情況外,應進行開孔補強校核,并根據校核結果采取相應的補強措施;支管通過加強度接頭與主管連接;支管連接處作為一個整體受壓元件設計、制造并經檢驗合格。
直接焊接在主管上的支管連接應符合下列要求:不應用于有機械振動、壓力脈動和溫度急劇變化的部位的管道;不宜用于設計溫度超過425℃的管道;當支管連接處承受由于支管熱變形、外荷載及支架位移等引起的應力時,應對附加荷載在支管連接處產生的影響進行分析并采取必要的加強措施。
下列工況的支管連接應采用三通、45°斜三通或四通;承受機械振動、壓力脈動和溫度急劇變化的管道分支。設計壓力等于或大于2.0MPa、設計溫度超過250℃以及支管外徑與主管外徑之比大于0.8。
3. 支管與主管的焊接結構見圖3.4.8。
4. 等面積補強法的要求
①. 支管連接的補強計算可采用等面積補強法,等面積補強法是開孔補強計算的最低要求,等面積補強法計算時應符合下列規定;
a. 當主管外徑與主管最小壁厚之比小于100時,支管外徑與主管外徑之比不應大于1.0;當主管外徑與主管最小壁厚之比等于或大于100時,支管外徑與主管外徑之比應小于0.5;
b. 支管軸線和主管軸線相交,其夾角β不應小于45°。
②. 外加補強材料應符合以下規定:
a. 外加補強材料可不同于主管材料,但應和主管、支管材料具有相似的焊接性能、熱處理要求、電位差和熱膨脹系數等;
b. 當外加補強材料的許用應力低于主管材料的許用應力時,用于補強的截面積A,應乘以二者許用應力的比值后再進行校核;當補強材料的許用應力高于主管材料的許用應力時,材料強度的影響可不予考慮。
③. 對于GC1級壓力管道和劇烈循環工況,不宜采用補強板進行補強。
④. 下列管件或連接結構不得用于劇烈循環工況:
a. 非軋制或非鍛造成型的三通;
b. 圖3.4.8所示(a)和(c)的支管連接結構;
c. 管表號為Sch10S及以下的管件。
5. 當用于劇烈循環工況時,應采用圖3.4.8(b)或(d)的結構,補強板上設置排氣孔。
6. 如果主管道壁厚設計有足夠的裕量,經核算則支管可直接開孔焊接在主管上,不需要另外的補強板(注意補強和另外補強的區別,補強不一定非得設計另外的補強板,管道本身的富裕厚度也可補強)。
7. 有的規范規定,有支管連接的管子因開孔而被削弱,除非管子周向應力小于管材屈服強度的20%,否則必須進行補強板(圈)結構補強。