管道最大安装长度计算
有补偿直埋的管道应在二处高固定点,一是在直管段的端部,二是在管道的分支处。长的无分支的直线管道两补偿器之间可以不设固定点,靠管道自然形成的“驻点”即可发挥固定点的作用。驻点是两补偿器之间管道的那个不动点,在管径相同,埋深一致时,驻点与两补偿器间的距离相等。褡补偿器(包括转角处自然补偿器)至固定点之间的距离不得超过管道的最大安装长度Lmax,管道最大安装长度的定义是固定点至自由端(补偿器)的长度,在此长度下产生的摩擦力不得超过管道许用应力下相应的弹性力。
Lmax按下式计算:
常用管道的最大安装长度Lmax。应考虑16kgf/cm2内压力所产生的环向应力的综合影响。
3.2固定支座的设计计算
具有2个管道分支并在主干线上有一处转角管道平面,补偿器的布置应满足Ln
F1=Pb2+L2f-0.8(Pb3+L2f)
式中F1-固定支座G1的水平推力,kgf; f-管道单位长度摩擦力,Kgf/m
Pb2-B2膨胀节的弹性力,Kg; Pb3-B3膨胀节的弹性力,Kgf
k2-B2膨胀节的刚度,Kgf/mm;
△L2-B2膨胀节的补偿量,mm;
L2-膨胀节至G1的距离,m;
假如某一分支如自G2接出的分支带有补偿器B。那么,G2还受到一侧向推力的作用,如图中的F2(y),当L5很短(实际布置时L5也应很短),那么,侧向力F2(y)的大小为:
F2(y)=Pn*A5+Pb5
式中Pn-管道工作压力,Kgf/cm2
A5-B5膨胀节的有效面积,cm2;
Pb5-B5膨胀节的弹性力kgf。
固定支座G3也驻点位置,从管道和土壤的摩擦力来讲,该点也受到大小相等,方向相反的两个时作用,但应注意到该点同时又受到转角处的盲板力的作用,考虑驻点漂移的影响,固定支座G3的推力
F3=1.2Pn*A4
式中F3-作用在固定支座G3的水平推力,Kgf;
Pn-管道工作压力,Kgf/cm2;
A4-B4膨胀节的有效面积,cm2。
3.3补偿器的选用计算
直埋管道由于土壤摩擦力的影响,实际热伸长量要比架空和地沟敷设的管道热热伸长量要小。
架空和地沟敷设时的伸长量:α·△t·L
直埋敷设时,因土壤摩擦力影响的热伸长减少量:
实际热伸长量为:
式中E-钢管弹性模理,kgf/cm2;
α-钢管的线膨胀系数,取0.0133mm/m℃;
△t-管道温差;
A、f-同公式①;
L-两固定点之间的距离(最大安装长度)m。
在实际工作中,直埋管道的热伸长量,采用丹麦摩勒公司的简化算法。
式中符号同以上公式相同。
按②或③式计算出实际热伸长量后,按系列表选用相应的补偿器。