換熱器U型管外壓長度
Long long ago(其實(shí)就是2014年以前),SW6軟件是不校核換熱管強(qiáng)度。換熱管是不是需要計(jì)算也是一個(gè)需要爭論的問題。
對于換熱管來說,由于直徑很小,一般能夠承受很大的內(nèi)外壓。SW6未校核,那么到底需不需要手動校核呢?
2013年有個(gè)項(xiàng)目的一臺設(shè)備,在歐洲已經(jīng)有一臺設(shè)計(jì)參數(shù)差不多的設(shè)備。現(xiàn)在在中國按照國標(biāo)建造,只是設(shè)備直徑由2500改為了3500mm。設(shè)計(jì)規(guī)范是GB150,GB151,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表中換熱管為OD88.9*4,和歐洲的設(shè)備一樣。殼程設(shè)計(jì)參數(shù)按下表。換熱管主要受外壓5MPa。

用SW6核算后,一切合格。但是將換熱管進(jìn)行內(nèi)外壓校核時(shí),換熱管的厚度需要7.2mm。
換熱管材料為304L,經(jīng)過核算,換熱管的重量由原來預(yù)估的26.56噸變成50.6噸。
為什么會出現(xiàn)這種情況呢?為什么在歐洲4mm可以,在國標(biāo)中就計(jì)算不過。
數(shù)據(jù)表中壁厚定為4mm是因?yàn)橐延幸慌_相同 參數(shù)的是按照PD5500設(shè)計(jì)。我按照PD5500單獨(dú)計(jì)算換熱管外壓,的確只需要3.4mm厚,而按照GB7.2mm厚。
我將情況匯報(bào)給了領(lǐng)導(dǎo),由于SW6并未考慮是否計(jì)算內(nèi)外壓,從計(jì)算書上也算是毫無破綻。那么換熱管不計(jì)算的,當(dāng)做不知道可不可以呢?
經(jīng)過討論,既然用國標(biāo)設(shè)計(jì),那么一切要符合GB150。雖然SW6不考慮換熱管外壓,但是換熱管作為主要受壓元件,其強(qiáng)度校核是必要的。不能因?yàn)檐浖豢紤],設(shè)計(jì)人員就不考慮。設(shè)計(jì)最終由設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé),那么必須要加厚換熱管的厚度。
由于規(guī)范變化引起的厚度變化,這是應(yīng)該由業(yè)主承擔(dān)的。于是寫了個(gè)換熱管計(jì)算的報(bào)告,和業(yè)主討論了,最后和業(yè)主要了幾百萬的Change Order。
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同而引起的設(shè)備造價(jià)不同有很多例子的。設(shè)計(jì)人員一定要清晰的了解實(shí)際情況,避免考慮不周。
舉個(gè)例子:ASME和GB的對于筒體的外壓計(jì)算是基本一致的。很多有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員容易覺得兩者就是一樣。筒體的確基本相同,但是對于封頭卻是不同的。GB封頭的安全系數(shù)為3,ASME封頭的安全系數(shù)還是4。所以在GB計(jì)算能夠通過,在ASME里可能強(qiáng)度不足。
現(xiàn)在SW6已經(jīng)將換熱管的內(nèi)外壓考慮進(jìn)去了,關(guān)于換熱管強(qiáng)度需不需要計(jì)算已經(jīng)沒有疑問了。
但是對于外壓計(jì)算長度有人有疑問了:

U型管按直管段還是按照直管段*2+彎管段長度來計(jì)算外壓強(qiáng)度呢?
群里展開了討論,有人請教了中心站的常老師。

SW6的培訓(xùn)老師對于輸入項(xiàng)說可以按照U型管拉直后的全長計(jì)算。

原理來自管道的外壓計(jì)算。關(guān)于彎管的計(jì)算在4月2號的信息文章里有詳細(xì)的闡述。

理論上應(yīng)該輸入拉直后的長度。那么兩者會不會對計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生影響呢?
先說結(jié)論:一般不會
原因是,對于 換熱管來說一般都比較長,至少也是一米以上,而換熱管的外徑尺寸一般也是19,25,32的。對于換熱管外壓計(jì)算來說,基本上都是長圓筒計(jì)算原理。長圓筒的特點(diǎn)是筒體的長度超過臨界長度后,筒體再長對其許用外壓是沒有影響的。
好比死豬不怕開水燙,燙死溫度就是臨界長度,假設(shè)水的溫度(相當(dāng)于筒體長度)越高豬叫聲分貝越大。過了燙死的溫度后,豬嗷嗷叫的最高分貝就已經(jīng)固定了(相當(dāng)于最大許用外壓固定)。
那么對于換熱管臨界長度是多少呢?25的換熱管才118mm。89的換熱管也就400mm。對于換熱管來說一般都比這個(gè)長度要長。所以輸入直管長度或者輸入拉直長度對于計(jì)算結(jié)果是沒有影響的。

注:提示的不合格是因?yàn)橥搀w最小厚度,而不是換熱管強(qiáng)度不夠。
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