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管口载荷需要折算当量压力吗?

浏览次数: 发布日期:2020-05-09 00:15

标准管法兰要校核管道载荷的影响?

 

列管式冷凝器列管式换热器)专业生成厂家无锡天骥化工设备2020年5月9日讯  在ASME VIII I-2019的UG-44一节中,新增加了外部管道载荷对标准管法兰的影响评估方法。

 

列管式冷凝器,搅拌式反应釜,列管式换热器

 

对此有几个问题想讨论一下:

 

  1. 规范用的是may be,不是shall be,但是会不会很多人对于标准的解读,要求从严,从而变成一项强制的要求。能否不评估?

     

  2. 规范只提了WN法兰,那么对于SO或者其它法兰是不是不允许有管口载荷。换句话说:是不是以后会有人认为,只要有管口载荷,只能用WN法兰,其余的法兰类型都不能用。

     

  3. 法兰评估时,要求设备的MAWP不超过法兰的MAWP。也就是要求管法兰的MAWP不能起控制作用

     

  4. 万一评估不过,其它专业是否认可,底是哪个专业应该来校核管口载荷对于法兰的影响?

 


管法兰不能控制设备的MAWP?

 

在以前的文章中,写过MAWP到底为了什么?

 

天之道与MAWP

 

在API660-2015的第7.6.12条,开孔补强不能控制MAWP。

列管式冷凝器,搅拌式反应釜,列管式换热器

 

以前都是开孔补强不能控制MAWP,现在正经的规范又来一条:有管口载荷的管法兰不能控制整台设备的MAWP,这求MAWP可是越来越难啊。

 

ASME 2019出来之前,就有一些业主企业的规定,管法兰和开孔补强都不能控制设备的MAWP,如果做不到,还可以商量

 

在规范出来后,你猜这些业主规范会不会要求强制,还好不好商量。

 

列管式冷凝器,搅拌式反应釜,列管式换热器

 

如以前的文章所说的,有时候就是管法兰控制了MAWP,天要下雨,娘要嫁人,能勉强得来吗?

 

 

比如小直径,低压容器,或者换热器,最低厚度10mm起步,计算厚度1mm,十几倍裕量,让管法兰不控制MAWP,难度有点大。

 

 

当然有时候偏要勉强,会用一些小技巧:

 

比如用封头控制设备的MAWP,下料10mm,封头压到3mm,标注10(min3)。

 

这种“骚操作”对于换热器也适用,毕竟换热器要求的厚度是成型前的厚度,而MAWP是加工后的厚度,不管是否辣眼,规范起码满足了。

 

列管式冷凝器,搅拌式反应釜,列管式换热器

 

毕竟,关注了我公众号朋友,都有望成为MAWP精确操纵师。

 


 

评定公式的来源

 

对于塔设备的设备法兰和普通的设备法兰有什么不同?

 

这也是很多答辩老师喜欢出的题。

 

答案之一是:塔设备的设备法兰需要按照当量设计压力来计算。将弯矩和轴向拉力折算成当量的压力并加上设计压力来校核法兰的强度。如下图:

 

列管式冷凝器,搅拌式反应釜,列管式换热器

 

ASME的公式来源是什么呢?

 

列管式冷凝器,搅拌式反应釜,列管式换热器

 

该方法取自ASME于2013年7月14-18日在巴黎发布的PVP2013-97814“ImprovedAnalysis of External Loads on Flanged Joints”(WarrenBrown博士编写)。这些公式目前已收录到2017年12月发布的规范案例2901中。现在进入了ASME 2019版规范。

 

它本质上是当量压力法。拿着规范的公式稍微变形:

 

列管式冷凝器,搅拌式反应釜,列管式换热器

弯矩当量压力+轴向力当量压力+设备MAWP≤当量法兰MAWP

 

解读:

 

不等式左边:将弯矩ME和轴向拉力FE折算成当量内压再加上PD(设备的MAWP),即当量压力。

 

右边是许用值,管法兰查表得到的MAWP,PR*系数,系数大于1,也就是不用法兰自身的MAWP,而是按比例提高法兰的MAWP。FM就是提高的比例,详细可以查表UG-44-1。

 

列管式冷凝器,搅拌式反应釜,列管式换热器

可以看到,对于Class150的管法兰,FM为1.2,也就是法兰的当量MAWP可以提高比原来多120%, 2.2倍基本够用吧。

 


是否应该用当量压力法校核管法兰

 

在以前的文章里,讨论过,是否应该用当量压力法来校核管法兰。

 

当时的结论是,不建议

 

是否应该将管道载荷用当量压力法校核法兰

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大家原来做过比较,拿着工程企业的管道载荷,当量压力直接超过法兰的MAWP。现在按这么大的比例提高了法兰的当量MAWP,总算解决了第二条问题。

 

但是其余的问题,还是 长路漫漫。

 

原来设备专业用了当量压力法,找材料或者应力专业,别的专业根本不认,道:

 

空口无凭,呵呵。

 

现在有规范白纸黑字了,别的专业可能能抬眼看一下,道:

 

 

别人应力专业就算用和你一样的公式,他们算出来是接近真实的管口载荷,设备专业用的是为了专业齐头并进而设置的一个载荷表格。你说谁算的准?

 

遇到的结果常常是:

 

设备专业:根据ASME规范,因为管道载荷,法兰等级要提高。

 

应力专业:经过大家核算,管道载荷没有那么大,不需要提高,这事...归你管?

 

所以UG-44的这条,所起到的作用是,提醒应力专业,请检查一下是不是真的法兰等级不够?好比你提醒隔壁老王,请注意,你们家孩子作业可能没做。

 

也许,可能,大概,may be 法兰等级要勉强提高罢。

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