管道試壓封頭的選用及設計

1、管道試壓封頭的選用及設計隨著中高壓大口徑管道增多，以往憑經(jīng)驗、查手冊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，甚至因封頭選用不當發(fā)生試壓事故。本文以現(xiàn)行壓力容器、金屬管道設計規(guī)范及管件標準為依據(jù)，討論現(xiàn)場常用試壓封頭計算公式的選用，并對帶加強肋平蓋封頭設計進行探討，在長慶氣田施工中多次應用驗證，這些方法安全、可靠、經(jīng)濟。1管道試壓封頭的結構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接、與筒體角焊或其它焊接、螺栓連接，結構簡圖詳見GB1501998《鋼制壓力容器》中表77、GB1245990s|J408—90)《鋼制對焊無縫管件》、SHJ40990《鋼板制對焊無縫管件》、GB503162000《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》表66。2常用試壓封頭的設計選用21橢圓形封頭一般用于大口徑、中高壓管道，通常按公式(1)計算管子表號(Sch)或按公式

3、(2)計算封頭壁厚，然后查GB12459(SHJ408，SHJ409)選用管帽材質、型號，確定代號(一般DN300mm、PN64a以上應采用橢圓形管帽)。Sch=1000(1)II油面正常、儲氣罐正常工作的情況下，聲波除灰器定時自動啟動，使對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。振片式大功率高強聲波除灰器在現(xiàn)場應用后，高壓鍋爐排煙溫度可降低30℃，鍋爐熱效率可提高12％。3應用效果(1)節(jié)油效果好。技改前后

4、對比注汽鍋爐熱效率平均提高24％，一年累計節(jié)約燃油576t，每噸原油價格為1000元，則年節(jié)約燃料費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強度，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，使周邊空氣質量改善。(4)清灰實現(xiàn)了自動、連續(xù)作業(yè)，減少了工人的勞動量。=面c(2)式中P一管道設計壓力／MPa，試壓時可取試驗壓力；[盯]

5、一設計溫度下材料許用應力／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肋平蓋)，計算方法有三種：一是按GB50316《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》中第66條計算，見公式(3)，適用于DN400mm、PN25MPa以下管道試壓；二是按GB1501998第74條計算，見公式(4

6、)；三是按GB12459管子表號Seh確定封頭壁厚，適用于DN15～DN80mm鍛鋼制承插焊管件Seh80、Schl60兩級平焊管帽。=Kl(Di2C)√C(3)8=De√c(4)式中Kl、一結構特征系數(shù)，見GB50316規(guī)范中表661；D—管道計算直徑／mm，一般可取D=Di；K一結構特征系數(shù)，見GB150表77。一般情況下公式(4)較(3)計算值偏大，用(4)式計算平蓋封頭時，因K=044ti／t，ti為管道計算壁厚，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，故計算時可近似取K=044(t一2)／￡，以簡化計算。23帶加強肋平蓋封頭計算帶加強肋平蓋封頭厚度時可用當量直徑D代入公式(4)計算，僅用于試壓時也可用公式(5)計算，當量直徑D為根據(jù)支撐節(jié)距按圖1確定的最大內切圓直徑。051Dc√南c(5)帶加強肋平蓋封頭應符合構造要求：底板厚度不小于8mm，支撐加強肋應等間隔對稱布置，肋板厚度不小于10mm，肋板高度H應滿足公式(6

8、)的要求。H≥10(6)式中[r]h一貼角焊縫許用應力／MPa；一焊縫高度／mm。圖1幣加強肋平蓋封頭24盲板法蘭、法蘭蓋盲板法蘭按式(7)計算厚度，法蘭蓋按設計壓力直接選用標準法蘭。廠ij一=044D／c(7)YLJ25其它注意事項一般可選試壓介質為清水或壓縮空氣，設計溫度≤150“(2，封頭壁厚附加量取13rnm，許用應力為：20R材質時，[盯]=130MPa；16Mn材質時，[]=170MPa；(／235材質時，[盯]=120MP