段海濤 王博

(中國(guó)核電工程有限公司,河南鄭州 450000)

非標(biāo)準(zhǔn)彎頭的設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算

段海濤 王博

(中國(guó)核電工程有限公司,河南鄭州 450000)

本文對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)彎頭的尺寸計(jì)算方法進(jìn)行了分類總結(jié),并以管道施工圖中的三維管道圖紙中的非標(biāo)準(zhǔn)彎頭標(biāo)注錯(cuò)誤問題為實(shí)例,進(jìn)行非標(biāo)準(zhǔn)彎頭角度及尺寸的重新計(jì)算,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果修改彎頭處的標(biāo)注尺寸,以期對(duì)設(shè)計(jì)人員在三維管道圖中的非標(biāo)準(zhǔn)彎頭設(shè)計(jì)起到一定的指導(dǎo)作用。

非標(biāo)準(zhǔn)彎頭 尺寸計(jì)算 管道

彎頭作為受壓管道中的重要部件,不僅能改變管線的方向,還可以提高管路柔性,緩解管道振動(dòng)和約束力,并對(duì)熱膨脹起補(bǔ)償作用[1]。在核電管道設(shè)計(jì)中,45°彎頭和90°彎頭是管道系統(tǒng)中比較常用的連接部件,而由這兩種標(biāo)準(zhǔn)彎頭切割而成的非標(biāo)準(zhǔn)彎頭最為常用。在管道設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)人員經(jīng)常對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)彎頭的尺寸進(jìn)行主觀臆斷,導(dǎo)致非標(biāo)準(zhǔn)彎頭無法焊接,為此本文對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)彎頭的尺寸計(jì)算方法進(jìn)行了分類總結(jié),以期對(duì)三維管道圖中的非標(biāo)準(zhǔn)彎頭設(shè)計(jì)起到一定的指導(dǎo)作用。

1 非標(biāo)彎頭計(jì)算模型

圖一所示為45°彎頭及切割后的非標(biāo)彎頭計(jì)算模型,其中

圖二所示為45°彎頭及切割后的非標(biāo)彎頭計(jì)算模型,其中

式中:B:對(duì)焊45°長(zhǎng)半徑彎頭中心到端部的距離;

B’:對(duì)焊45°長(zhǎng)半徑彎頭切割后角度為β的非標(biāo)彎頭中心到端部的距離;

A:對(duì)焊90°長(zhǎng)半徑彎頭中心到端部的距離;

A’:對(duì)焊90°長(zhǎng)半徑彎頭切割后角度為θ的非標(biāo)彎頭中心到端部的距離。

2 非標(biāo)準(zhǔn)彎頭計(jì)算實(shí)例

本文根據(jù)三維管道圖紙中的非標(biāo)準(zhǔn)彎頭標(biāo)注錯(cuò)誤問題,可分為三種類型分別進(jìn)行了非標(biāo)準(zhǔn)彎頭尺寸計(jì)算。

2.1 一個(gè)彎頭為非標(biāo)彎頭

兩個(gè)彎頭之間有一段直管段,如圖三:

（1）先確定圖三中所示的α角,即部件④對(duì)應(yīng)的彎頭的角度。

圖一

圖二

圖三

圖四

（2）對(duì)45°彎頭進(jìn)行切割計(jì)算出40.8°彎頭的B’值,如圖一所示。

對(duì)于45°彎頭,查核電站管道與管件選用手冊(cè)[2],得知公稱直徑為3”彎頭B=51。則:

彎頭切割后,D值不變,由D值可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)于40.8°彎頭對(duì)應(yīng)的B’值:

（3）部件③對(duì)應(yīng)的彎頭角度為90°,查公稱直徑3”的90°彎頭對(duì)應(yīng)的中心到端部的距離為A=114,則圖三中對(duì)應(yīng)的部件③、④間距應(yīng)該為L(zhǎng)=45.8+114=159.8≈160。

由此可知,圖三中所示部件③、④間距為182＞160,說明兩部件間存有一直管段與之焊接,應(yīng)該有2個(gè)焊點(diǎn),與圖中所標(biāo)一個(gè)焊點(diǎn)A3矛盾。修改方案可為:標(biāo)注尺寸138改為168,182改為206,A4焊口處標(biāo)注尺寸180改為150,即部件④對(duì)應(yīng)的45°彎頭向左移動(dòng)30mm。

2.2 兩相鄰對(duì)焊的非標(biāo)彎頭

如圖四所示

（1）對(duì)45°彎頭進(jìn)行切割計(jì)算出角度為α彎頭的B’值,如圖一所示:

（2）對(duì)90°彎頭進(jìn)行切割計(jì)算出角度為θ彎頭的A’值,如圖二所示:

（3）如圖四所示位置關(guān)系,可列如下關(guān)系式:

其中:m 為90°彎頭切割后的非標(biāo)彎頭中心到端部距離,n為45°彎頭切割后的非標(biāo)彎頭中心到端部距離,即:

由以上9個(gè)關(guān)系式可以得出:

修改方案可為:標(biāo)注尺寸203改為65+310/2=220;206改為34+310/2=189。

3 結(jié)語

（1）對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)彎頭的尺寸計(jì)算方法進(jìn)行分類總結(jié),可以對(duì)設(shè)計(jì)人員在三維管道圖中的非標(biāo)準(zhǔn)彎頭設(shè)計(jì)起到一定的指導(dǎo)作用。

（2）在管道設(shè)計(jì)中,對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)彎頭角度及尺寸進(jìn)行精確計(jì)算,能有效的減少設(shè)計(jì)誤差,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

[1]徐思浩.90°彎頭的應(yīng)力分析[J].化工設(shè)備與管道,2001,38（4）:38-39.

[2]核電站管道與管件選用手冊(cè)[S].中國(guó)核電工程有限公司,2009:31-34.