不銹鋼三通強度的計算通常采用原西德鍋爐規范TRD301中的壓力面積法計算公式。這種計算方法是在實驗基礎上(爆破試驗等)通過理論分析推導而得,并經工程實踐驗證,因此是可靠的。不銹鋼三通產品標準主要選用ASME B16.9等標準。ASME B31.3對各種不銹鋼三通、焊接支管的應力增強d2T2系數做出了規定,這對于管道系統應力分析是必要的。
對于不銹鋼三通管件,由于其分支根部(俗稱肩部)采用了一個較小的圓弧形R過渡,故在此處存在較大的應力集中,從而存在一個較大的峰值應力。顯然,對三通不銹鋼管件的肩部取直管的壁厚值是不夠的。
擠壓不銹鋼三通的壁厚計算應采用壓力面積法,計算時,應控制三通承載截面上的一次應力不超過材料在工作溫度下的許用應力,許用應力應按式(3.4.10)計算。承受內壓的三通外形見圖3.4.2承載區的尺寸應按式(3.4.11)和式(3.4.12)計算。
不銹鋼三通的最大許用工作壓力,也可采用驗證性試驗確定。
某不銹鋼三通壁厚計算工程應用
某管道輸送的熱水設計壓力p=2.5MPa,設計溫度t=250℃,管網準備采用單筋加強等徑三通,即Do=do=219mm,材料為20鋼(GB3087),改變介質流向,實測該三通最小壁厚為5.8mm,給予校核計算。
設計溫度t=250℃,低于20鋼的最高使用溫度上限,材料為20鋼材質是可以的。根據附錄查得,鋼材20鋼在250℃下的許用應力為110MPa。溫度修正系數Y選取0.4。
因此,三通實測最小壁厚5.8mm大于計算的最小壁厚5.06mm,是可行的。