管道試壓封頭的選用及設(shè)計(jì)

1、管道試壓封頭的選用及設(shè)計(jì)隨著中高壓大口徑管道增多，以往憑經(jīng)驗(yàn)、查手冊(cè)確定試壓封頭的方法難以滿足現(xiàn)場需要，尤其是采用壓縮空氣試壓時(shí)，甚至因封頭選用不當(dāng)發(fā)生試壓事故。本文以現(xiàn)行壓力容器、金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范及管件標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，討論現(xiàn)場常用試壓封頭計(jì)算公式的選用，并對(duì)帶加強(qiáng)肋平蓋封頭設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，在長慶氣田施工中多次應(yīng)用驗(yàn)證，這些方法安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。1管道試壓封頭的結(jié)構(gòu)形式常用管道試壓封頭有橢圓形封頭(管帽)、平蓋封頭(平管底、承插焊平蓋封頭、帶

2、加強(qiáng)肋平蓋封頭)、盲板法蘭和法蘭蓋。按其與管道的連接形式有：與筒體成一體或與筒體對(duì)接、與筒體角焊或其它焊接、螺栓連接，結(jié)構(gòu)簡圖詳見GB1501998《鋼制壓力容器》中表77、GB1245990s|J408—90)《鋼制對(duì)焊無縫管件》、SHJ40990《鋼板制對(duì)焊無縫管件》、GB503162000《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》表66。2常用試壓封頭的設(shè)計(jì)選用21橢圓形封頭一般用于大口徑、中高壓管道，通常按公式(1)計(jì)算管子表號(hào)(Sch)或按公式

3、(2)計(jì)算封頭壁厚，然后查GB12459(SHJ408，SHJ409)選用管帽材質(zhì)、型號(hào)，確定代號(hào)(一般DN300mm、PN64a以上應(yīng)采用橢圓形管帽)。Sch=1000(1)II油面正常、儲(chǔ)氣罐正常工作的情況下，聲波除灰器定時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，使對(duì)流段翅片管上的積灰隨煙氣一起排出，從而提高鍋爐熱效率，降低排煙溫度。振片式大功率高強(qiáng)聲波除灰器在現(xiàn)場應(yīng)用后，高壓鍋爐排煙溫度可降低30℃，鍋爐熱效率可提高12％。3應(yīng)用效果(1)節(jié)油效果好。技改前后

4、對(duì)比注汽鍋爐熱效率平均提高24％，一年累計(jì)節(jié)約燃油576t，每噸原油價(jià)格為1000元，則年節(jié)約燃料費(fèi)576萬元。(2)清灰周期延長。技改后，清灰周期由平均20d延長到60d，節(jié)約了大量的人工清灰用水，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效改善了職工的工作環(huán)境(3)有利于改善環(huán)境。由于鍋爐排煙溫度大幅度降低，使周邊空氣質(zhì)量改善。(4)清灰實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)、連續(xù)作業(yè)，減少了工人的勞動(dòng)量。=面c(2)式中P一管道設(shè)計(jì)壓力／MPa，試壓時(shí)可取試驗(yàn)壓力；[盯]

5、一設(shè)計(jì)溫度下材料許用應(yīng)力／MPa；一封頭壁厚／ram；一焊縫系數(shù)，整體沖壓=1；C一封頭壁厚附加量，C=13ram；D；一管道內(nèi)徑／mm。22平蓋封頭平蓋封頭可用于小口徑低壓管道試壓(DN200ram、PN40SPa以上宜采用橢圓封頭或帶加強(qiáng)肋平蓋)，計(jì)算方法有三種：一是按GB50316《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》中第66條計(jì)算，見公式(3)，適用于DN400mm、PN25MPa以下管道試壓；二是按GB1501998第74條計(jì)算，見公式(4

6、)；三是按GB12459管子表號(hào)Seh確定封頭壁厚，適用于DN15～DN80mm鍛鋼制承插焊管件Seh80、Schl60兩級(jí)平焊管帽。=Kl(Di2C)√C(3)8=De√c(4)式中Kl、一結(jié)構(gòu)特征系數(shù)，見GB50316規(guī)范中表661；D—管道計(jì)算直徑／mm，一般可取D=Di；K一結(jié)構(gòu)特征系數(shù)，見GB150表77。一般情況下公式(4)較(3)計(jì)算值偏大，用(4)式計(jì)算平蓋封頭時(shí)，因K=044ti／t，ti為管道計(jì)算壁厚，可近似取為管道

7、名義壁厚t減2～3mm，t為管道的有效壁厚，可近似取管道名義壁厚t，故計(jì)算時(shí)可近似取K=044(t一2)／￡，以簡化計(jì)算。23帶加強(qiáng)肋平蓋封頭計(jì)算帶加強(qiáng)肋平蓋封頭厚度時(shí)可用當(dāng)量直徑D代入公式(4)計(jì)算，僅用于試壓時(shí)也可用公式(5)計(jì)算，當(dāng)量直徑D為根據(jù)支撐節(jié)距按圖1確定的最大內(nèi)切圓直徑。051Dc√南c(5)帶加強(qiáng)肋平蓋封頭應(yīng)符合構(gòu)造要求：底板厚度不小于8mm，支撐加強(qiáng)肋應(yīng)等間隔對(duì)稱布置，肋板厚度不小于10mm，肋板高度H應(yīng)滿足公式(6

8、)的要求。H≥10(6)式中[r]h一貼角焊縫許用應(yīng)力／MPa；一焊縫高度／mm。圖1幣加強(qiáng)肋平蓋封頭24盲板法蘭、法蘭蓋盲板法蘭按式(7)計(jì)算厚度，法蘭蓋按設(shè)計(jì)壓力直接選用標(biāo)準(zhǔn)法蘭。廠ij一=044D／c(7)YLJ25其它注意事項(xiàng)一般可選試壓介質(zhì)為清水或壓縮空氣，設(shè)計(jì)溫度≤150“(2，封頭壁厚附加量取13rnm，許用應(yīng)力為：20R材質(zhì)時(shí)，[盯]=130MPa；16Mn材質(zhì)時(shí)，[]=170MPa；(／235材質(zhì)時(shí)，[盯]=120MP