热力管道锻制三通最小允许壁厚有限元分析

介绍三通补强设计方法。结合算例,采用有限元分析法对不同荷载条件下热力管道锻制三通最小允许壁厚进行模拟计算。在三通补强设计方法中,等面积法、压力面积法仅考虑了薄膜应力,未考虑弯曲应力、峰值应力的影响,有限元分析法考虑全面、精度高。算例中的锻制三通为分流三通,长度为2 400 mm,总管、直支管外直径均为1 420 mm,侧支管外直径为1 220 mm。分别在仅考虑内压、全部荷载条件(内压、温度、土压荷载以及土壤约束等)下,对三通最小允许壁厚进行有限元模拟计算。全部荷载条件下的三通最小允许壁厚大于仅考虑内压条件下的壁厚。预热安装可使三通最小允许壁厚减小,但减小幅度有限。采用较高强度钢材可减小三通最小允许壁厚。三通位于锚固段内将承受较大的轴向力。当三通位于过渡段时,总管、直支管热膨胀方向与Z型管段长臂热膨胀方向应保持一致,且Z型管段长臂长度应小于2倍的变形段长度。承受高弯矩时三通最小允许壁厚要比承受高轴向力时大,这是由于三通失效的主要原因是疲劳破坏,而弯矩是产生疲劳的主要原因。