管口載荷需要折算當量壓力嗎?
標準管法蘭要校核管道載荷的影響?
在A(yíng)SME VIII I-2019的UG-44一節中,新增加了外部管道載荷對標準管法蘭的影響評估方法。
對此有幾個(gè)問(wèn)題想討論一下:
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規范用的是may be,不是shall be,但是會(huì )不會(huì )很多人對于標準的解讀,要求從嚴,從而變成一項強制的要求。能否不評估?
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規范只提了WN法蘭,那么對于SO或者其它法蘭是不是不允許有管口載荷。換句話(huà)說(shuō):是不是以后會(huì )有人認為,只要有管口載荷,只能用WN法蘭,其余的法蘭類(lèi)型都不能用。
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法蘭評估時(shí),要求設備的MAWP不超過(guò)法蘭的MAWP。也就是要求管法蘭的MAWP不能起控制作用。
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萬(wàn)一評估不過(guò),其它專(zhuān)業(yè)是否認可,底是哪個(gè)專(zhuān)業(yè)應該來(lái)校核管口載荷對于法蘭的影響?
管法蘭不能控制設備的MAWP?
在以前的文章中,寫(xiě)過(guò)MAWP到底為了什么?
天之道與MAWP
在A(yíng)PI660-2015的第7.6.12條,開(kāi)孔補強不能控制MAWP。
以前都是開(kāi)孔補強不能控制MAWP,現在正經(jīng)的規范又來(lái)一條:有管口載荷的管法蘭不能控制整臺設備的MAWP,這求MAWP可是越來(lái)越難啊。
在ASME 2019出來(lái)之前,就有一些業(yè)主公司的規定,管法蘭和開(kāi)孔補強都不能控制設備的MAWP,如果做不到,還可以商量。
在規范出來(lái)后,你猜這些業(yè)主規范會(huì )不會(huì )要求強制,還好不好商量。
如以前的文章所說(shuō)的,有時(shí)候就是管法蘭控制了MAWP,天要下雨,娘要嫁人,能勉強得來(lái)嗎?
比如小直徑,低壓容器,或者換熱器,最低厚度10mm起步,計算厚度1mm,十幾倍裕量,讓管法蘭不控制MAWP,難度有點(diǎn)大。
當然有時(shí)候偏要勉強,會(huì )用一些小技巧:
比如用封頭控制設備的MAWP,下料10mm,封頭壓到3mm,標注10(min3)。
這種“騷操作”對于換熱器也適用,畢竟換熱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,規范起碼滿(mǎn)足了。
畢竟,關(guān)注了我信息朋友,都有望成為MAWP精確操縱師。
評定公式的來(lái)源
對于塔設備的設備法蘭和普通的設備法蘭有什么不同?
這也是很多答辯老師喜歡出的題。
答案之一是:塔設備的設備法蘭需要按照當量設計壓力來(lái)計算。將彎矩和軸向拉力折算成當量的壓力并加上設計壓力來(lái)校核法蘭的強度。如下圖:
ASME的公式來(lái)源是什么呢?
該方法取自ASME于2013年7月14-18日在巴黎發(fā)布的PVP2013-97814“ImprovedAnalysis of External Loads on Flanged Joints”(WarrenBrown博士編寫(xiě))。這些公式目前已收錄到2017年12月發(fā)布的規范案例2901中。現在進(jìn)入了ASME 2019版規范。
它本質(zhì)上是當量壓力法。拿著(zhù)規范的公式稍微變形:
彎矩當量壓力+軸向力當量壓力+設備MAWP≤當量法蘭MAWP
解讀:
不等式左邊:將彎矩ME和軸向拉力FE折算成當量?jì)葔涸偌由螾D(設備的MAWP),即當量壓力。
右邊是許用值,管法蘭查表得到的MAWP,PR*系數,系數大于1,也就是不用法蘭自身的MAWP,而是按比例提高法蘭的MAWP。FM就是提高的比例,詳細可以查表UG-44-1。
可以看到,對于Class150的管法蘭,FM為1.2,也就是法蘭的當量MAWP可以提高比原來(lái)多120%, 2.2倍基本夠用吧。
是否應該用當量壓力法校核管法蘭
在以前的文章里,討論過(guò),是否應該用當量壓力法來(lái)校核管法蘭。
當時(shí)的結論是,不建議。
是否應該將管道載荷用當量壓力法校核法蘭
我們原來(lái)做過(guò)比較,拿著(zhù)工程公司的管道載荷,當量壓力直接超過(guò)法蘭的MAWP?,F在按這么大的比例提高了法蘭的當量MAWP,總算解決了第二條問(wèn)題。
但是其余的問(wèn)題,還是 長(cháng)路漫漫。
原來(lái)設備專(zhuān)業(yè)用了當量壓力法,找材料或者應力專(zhuān)業(yè),別的專(zhuān)業(yè)根本不認,道:
空口無(wú)憑,呵呵。
現在有規范白紙黑字了,別的專(zhuān)業(yè)可能能抬眼看一下,道:
別人應力專(zhuān)業(yè)就算用和你一樣的公式,他們算出來(lái)是接近真實(shí)的管口載荷,設備專(zhuān)業(yè)用的是為了專(zhuān)業(yè)齊頭并進(jìn)而設置的一個(gè)載荷表格。你說(shuō)誰(shuí)算的準?
遇到的結果常常是:
設備專(zhuān)業(yè):根據ASME規范,因為管道載荷,法蘭等級要提高。
應力專(zhuān)業(yè):經(jīng)過(guò)我們核算,管道載荷沒(méi)有那么大,不需要提高,這事...歸你管?
所以UG-44的這條,所起到的作用是,提醒應力專(zhuān)業(yè),請檢查一下是不是真的法蘭等級不夠?好比你提醒隔壁老王,請注意,你們家孩子作業(yè)可能沒(méi)做。
也許,可能,大概,may be 法蘭等級要勉強提高罷。
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