不锈钢三通强度的计算通常采用原西德锅炉规范TRD301中的压力面积法计算公式。这种计算方法是在实验基础上(爆破试验等)通过理论分析推导而得,并经工程实践验证,因此是可靠的。不锈钢三通产品标准主要选用ASME B16.9等标准。ASME B31.3对各种不锈钢三通、焊接支管的应力增强d2T2系数做出了规定,这对于管道系统应力分析是必要的。
对于不锈钢三通管件,由于其分支根部(俗称肩部)采用了一个较小的圆弧形R过渡,故在此处存在较大的应力集中,从而存在一个较大的峰值应力。显然,对三通不锈钢管件的肩部取直管的壁厚值是不够的。
挤压不锈钢三通的壁厚计算应采用压力面积法,计算时,应控制三通承载截面上的一次应力不超过材料在工作温度下的许用应力,许用应力应按式(3.4.10)计算。承受内压的三通外形见图3.4.2承载区的尺寸应按式(3.4.11)和式(3.4.12)计算。
不锈钢三通的最大许用工作压力,也可采用验证性试验确定。
某不锈钢三通壁厚计算工程应用
某管道输送的热水设计压力p=2.5MPa,设计温度t=250℃,管网准备采用单筋加强等径三通,即Do=do=219mm,材料为20钢(GB3087),改变介质流向,实测该三通最小壁厚为5.8mm,给予校核计算。
设计温度t=250℃,低于20钢的最高使用温度上限,材料为20钢材质是可以的。根据附录查得,钢材20钢在250℃下的许用应力为110MPa。温度修正系数Y选取0.4。
因此,三通实测最小壁厚5.8mm大于计算的最小壁厚5.06mm,是可行的。