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管道金属软管的选型和装置

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  1 金属软管的特性

  1.1 金属软管充加内压后的轴向位移

  轴向位移是指软管长度方向上的位移。当金属软管内充溢液体进行加压时, 会发作轴向推力, 跟着压力的添加, 轴向推力增大, 由此引起软管轴向伸长, 当软管网套咬合到必定程度时, 轴向伸长中止。

  1.2 金属软管能补偿管道的横向位移

  横向位移是指垂直于软管方向上的位移。当管道发作横向位移时, 金属软管由于结构特色, 能够因横向力的效果发作横向位移, 其位移力远小于一般钢管的弹性力。

  1.3 金属软管和储罐的共振

  储罐与首要进出口管道的刚度比和质量比相差较大, 假如两者的根本自振频率相同或附近, 在地震效果下将会发作共振, 然后加剧储罐的损坏, 所以金属软管的根本自振频率应高于储罐根本自振频率的50%[1]。储罐的自振频率核算公式如下:

  式中f1———储罐根本自振频率, Hz;

  T1———储罐根本自振周期, s;

  r0———储罐体形系数;

  hw———液面高度, m;

  r1———底圈罐壁均匀半径, m;

  t1/3———液面高度1/3处的罐壁厚度, m (不包括腐蚀裕度) 。

  注:式 (1.3.2) 为储罐梁式振荡根本周期[2]的简化近似公式。

  储罐体形系数的断定见表1。 (注:d1为底圈罐壁均匀直径, m)

  表1 储罐体形系数

  一般严厉依照出产标准规范制作的金属软管, 其根本自振频率均高于10 Hz。当储罐的根本自振频率低于或等于7 Hz时, 可不考虑储罐和金属软管的共振影响。

  2 金属软管的选型

  金属软管在石化职业得到广泛运用, 但在运用中也存在一些问题, 首要是由于软管长度的挑选和装置不妥构成的。软管长度过长, 会引起体系的不安稳, 添加流体阻力、添加机械损害及振荡等问题;软管长度过短, 就达不到补偿、减振、消噪的意图。所以, 断定金属软管长度是首要作业。此外, 还应归纳考虑以下要素:介质的性质, 操作温度, 操作压力, 衔接收道的公称直径, 场所类别, 衔接方法, 位移方法等。本文以该储罐出口管道为例。

  2.1 介质性质和操作参数

  表2 介质性质和操作参数

  2.2 位移方法

  金属软管首要用来补偿储罐的横向位移, 而轴向位移则经过金属软管的装置长度, 管线体系的合理安置来完成补偿。

  2.3 金属软管长度的断定

  金属软管的长度经过式 (2.3.1) 核算

  式中L———金属软管的长度, mm;

  Y———金属软管需补偿的横向位移, mm, 如表3所示;

  R实践———金属软管满意补偿时的实践曲折半径, mm, 如表4所示;

  该储罐坐落江苏省南京市, 地震烈度7度区, Y取值为100 mm, R最小依据经验值取20d为4000 mm, 考虑一次性曲折的脉动荷载, R实践取5200 mm, 代入式 (2.3.1) 核算得1769, 断定选用L=1800 mm的金属软管。

  表3 地震烈度与横向位移补偿量对照表    下载原表

  表4 金属软管实践曲折半径与最小曲折半径之联系    下载原表

  2.4 储罐的自振频率

  该储罐底圈罐壁均匀直径d1=19.024 m, 液面高度hw=14.3 m, 液面高度1/3处的罐壁厚度t1/3=0.009 m, 将参数代入式 (1.3.1) 和式 (1.3.2) 核算得出该储罐根本自振频率为5 Hz, 低于7 Hz, 所以地震时不考虑共振问题。

  综上, 该储罐出口管道金属软管的选型为PN2.0-DN200-WN-304SS, L=1800 mm。

  3 金属软管的装置和运用办理

  3.1 装置型式

  金属软管正确装置是确保其功能充分发挥的重要环节。金属软管一般装置在罐进出口管道根部阀之后, 金属软管之后也有阀门, 使储罐与管道直接构成软衔接, 便于金属软管的检修和替换。金属软管在天然状态下补偿轴向位移才干有限, 当装置长度等于天然长度时, 必定不能接受强壮的轴向拉伸而发作开裂, 然后导致管路走漏。因而金属软管的装置长度要小于天然长度, 以确保必定的自由度。金属软管的装置示意图如图1所示。

  图1中, L为金属软管长度, Smin为最小装置位移, Smin取决于金属软管的巨细, 结构, 管径, 补偿量和长度, 常用式 (3.1.1) 进行预算。

  图1 金属软管装置示意图

  式中系数a经过表5选取。

  表5 系数a的选取

  由于金属软管首要吸收体系发作的横向、轴向位移, 除了装置时确保金属软管的自由度, 还能够经过管道的安置来吸收, 常见的配管方法有两种, L型 (见图2) 和Z型装置 (见图3) 。L型装置较常见, 全体布局整齐漂亮, 削减了管道长度, 下降流体阻力, 但管道所发作的轴向应力将效果在金属软管和储罐管嘴上, 这样缩短了软管、阀门的运用寿命, 一起也会损坏管嘴, 构成油品走漏。Z型装置虽添加了管道长度和弯头数量, 但管系的轴向位移能够由其本身吸收, 削减对金属软管和管嘴的轴向应力, 延伸运用寿命, 也有利于管系的安稳。

  从安全视点和运用寿命视点考虑, Z型装置优于L型, 所以在平面方位答应的情况下优先挑选Z型装置。

  3.2 装置注意事项

  (1) 装置前有必要对金属软管进行检查, 发现问题及时消除;

  图2 金属软管L型装置图3金属软管Z型装置   下载原图

  (2) 在吊装过程中, 要有避免金属软管损害的方法;

  (3) 金属软管后应加装短接收, 以补偿软管空档尺度的误差;

  (4) 应尽量选用钢带网套编制的金属软管。由于它的自振频率高, 一般在20~30 Hz, 远大于7Hz, 软管和储罐发作共振的可能性极小;

  (5) 装置时, 不得强行拉压改变, 不得砸敲金属软管, 不该选用强紧法兰螺栓的方法来消除装置误差;

  (6) 金属软管上不得设置任何托架或支撑;

  (7) 金属软管距地上或渠道的高度应大于其横向位移补偿量;

  (8) 对有保温保冷要求的管线, 不得影响金属软管的正常作业。

  4 定论

  本文结合实例, 对影响金属软管选型的各个要素进行剖析, 其间最为重要的是金属软管长度的断定, 过长和过短都会构成损害。除此之外比较了两种金属软管的装置方法, 得出Z型优于L型装置的定论。只要合理进行金属软管的选型和装置, 才干使其发挥应有的效果, 然后确保储罐的安全运转。

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