1. 某工程施工时,由于某管道的三通未采购到,业主发联络单让管道设计人员判断在主管直接开孔焊接支管是否可行。
2. 支管连接形式的选用
支管直接焊接在主管上的支管连接,除下列情况外,应进行开孔补强校核,并根据校核结果采取相应的补强措施;支管通过加强度接头与主管连接;支管连接处作为一个整体受压元件设计、制造并经检验合格。
直接焊接在主管上的支管连接应符合下列要求:不应用于有机械振动、压力脉动和温度急剧变化的部位的管道;不宜用于设计温度超过425℃的管道;当支管连接处承受由于支管热变形、外荷载及支架位移等引起的应力时,应对附加荷载在支管连接处产生的影响进行分析并采取必要的加强措施。
下列工况的支管连接应采用三通、45°斜三通或四通;承受机械振动、压力脉动和温度急剧变化的管道分支。设计压力等于或大于2.0MPa、设计温度超过250℃以及支管外径与主管外径之比大于0.8。
3. 支管与主管的焊接结构见图3.4.8。
4. 等面积补强法的要求
①. 支管连接的补强计算可采用等面积补强法,等面积补强法是开孔补强计算的最低要求,等面积补强法计算时应符合下列规定;
a. 当主管外径与主管最小壁厚之比小于100时,支管外径与主管外径之比不应大于1.0;当主管外径与主管最小壁厚之比等于或大于100时,支管外径与主管外径之比应小于0.5;
b. 支管轴线和主管轴线相交,其夹角β不应小于45°。
②. 外加补强材料应符合以下规定:
a. 外加补强材料可不同于主管材料,但应和主管、支管材料具有相似的焊接性能、热处理要求、电位差和热膨胀系数等;
b. 当外加补强材料的许用应力低于主管材料的许用应力时,用于补强的截面积A,应乘以二者许用应力的比值后再进行校核;当补强材料的许用应力高于主管材料的许用应力时,材料强度的影响可不予考虑。
③. 对于GC1级压力管道和剧烈循环工况,不宜采用补强板进行补强。
④. 下列管件或连接结构不得用于剧烈循环工况:
a. 非轧制或非锻造成型的三通;
b. 图3.4.8所示(a)和(c)的支管连接结构;
c. 管表号为Sch10S及以下的管件。
5. 当用于剧烈循环工况时,应采用图3.4.8(b)或(d)的结构,补强板上设置排气孔。
6. 如果主管道壁厚设计有足够的裕量,经核算则支管可直接开孔焊接在主管上,不需要另外的补强板(注意补强和另外补强的区别,补强不一定非得设计另外的补强板,管道本身的富裕厚度也可补强)。
7. 有的规范规定,有支管连接的管子因开孔而被削弱,除非管子周向应力小于管材屈服强度的20%,否则必须进行补强板(圈)结构补强。