不锈钢管道分支处补强方式的选择,一般是通过定性分析和定量计算相结合的方式来确定。定量计算的详细讲述见本书第三章中支管连接形式的选用与强度计算工程应用。


 1. 分支管连接方式的选用,主要根据管道的设计温度、设计压力、腐蚀余量等设计条件确定。分支的方法基本为两种,对于低压大直径管则直接把分支管焊于主管上;其他多数是利用分支管件进行分支。


   ①. 当从主管引出支管,支管直径与主管直径的比值大于等于0.5时,采用异径三通或等径三通;当主支管为等径时,应采用三通。GB 50316规定:公称压力大于或等于10MPa的管道,主支管为异径时,不宜采用焊接支管,宜采用三通或在主管上开孔并焊接支管台。当主管直径大于DN65而支管直径为DN40和以下时,根据设计压力的大小,采用支管台或半管接头。

 

     有的规范规定,一般主管尺寸的一半并降低两个尺寸系列,就没有三通可供使用了,如主管为12”,标准三通一般可做到5"(不常用的口径),再低就没有三通可供选用了。


   ②. 普通无腐蚀性的低温介质(如LNG),在中、低压条件下(一般不大于9MPa),小尺寸的分支(≤2”),选用半管接头(half coupling),在高压条件下(一般大于9MPa),小尺寸的分支(≤2")选用对焊支管座(weldolet)。


   ③. 普通无腐蚀性的低温介质(如LNG),在中、低压条件下(一般<6MPa),大尺寸的分支(>2”),选用补强板连接(reinforcing pad);在高压条件下(一般大于6MPa),大尺寸的分支(>2”)选用对焊支管座(Weldolet)。


   ④. 等级表中低温管道的分支形式主要包括标准三通、半管接头、对焊支管座、补强板连接、直接开口(较少)等形式。


   ⑤. 其他工况支管连接方式的选用:


      a. 主管直径小于DN50时,支管小于主管,则用异径三通或等径三通加异径短管。


      b. 设计压力等于或大于2.0MPa、设计温度超过250℃以及支管与主管公称直径之比大于0.8,或承受机械振动、压力脉动和温度急剧变化的管道分支,应采用等径异径三通;公称直径小于或等于40mm的管道,应采用承插焊(或螺纹)锻制三通;公称直径等于或大于50mm的管道,应采用对焊三通、对焊加强管接头(对焊支管台)或嵌入式(鞍形)支管接头。


      c. 支管通过加强管接头(支管台)与主管连接是指将一个螺纹、承插焊或对焊的管接头或半管接头(支管台)直接焊于主管上而制成,螺纹、承插焊支管台用于直径≤DN40(NPS1 1/2)的支管连接。螺纹、承插焊支管台在任何情况下其额定等级应大于等于2000lb。


      d. 其他支管连接可用直接焊接,但必须经校核后明确是否增加补强。直接焊接在主管上的支管连接,不宜用于有机械振动、压力脉动和温度急剧变化的部位及设计温度超过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。


   ⑥. 依据管道等级中已经确定的法兰压力等级或公称压力来选用支管连接件。


   一般,当法兰的公称压力公称压力≤2.5MPa(磅级系列≤150lb)时,综合考虑其他工况后,支管可直接焊接在主管上;当公称压力≥4.0MPa(磅级系列公称压力≥300lb)时,则根据主管支管公称直径的不同按对焊三通、对焊加强管接头、承插焊或螺纹连接三通、承插焊或螺纹加强管接头的顺序选用。


 2. 管件壁厚


   在确定支管连接件的管子表号时,应根据管子与管件等强度的原则以及管件与管子连接方式而定。例如,当管子与管件采用对焊连接时,管子与管件的管子表号应一致;而当管子与管件采用承插焊或螺纹连接时,标准的承插焊和螺纹管件的管子表号只有Sch80、Sch60、XXS,最低的管子表号就是Sch80,也就是说只要当承插焊或螺纹管件所连接的管子表号不大于Sch80时,承插焊或螺纹管件的管子表号就选Sch80。而当所连接的管子表号大于Sch80时,承插焊或螺纹管件的管子表号就选Sch60或XXS。


   当对焊三通主管、支管所连接的管子的管子表号不同时,应注意三通主管、支管端部的管子表号应分别与其所连接的管子的管子表号相同,这样就非常方便管道施工,管件不必现场再打坡口。


 3. 支管直接焊于主管的补强计算


    GB/T 20801、SH/T 3059、GB 50316 等规范与ASME B31.3关于面积补强法的计算基本相同。


 4. 分支管与主管连接的管件选择参见表4.6.8。


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