當(dāng)一般的年輕人,進(jìn)入設(shè)計(jì)院做配管,老師傅總會(huì)苦口婆心地說,兩個(gè)設(shè)備間配管,切忌用316L衛(wèi)生級(jí)不銹鋼水管直連??赡苡行┤藭?huì)問:兩點(diǎn)之間直線最短,用316L衛(wèi)生級(jí)不銹鋼水管直連,多省錢??!為什么不?
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答案在這里:
第一,兩個(gè)設(shè)備間,往往各自是獨(dú)立基礎(chǔ)。既然是獨(dú)立基礎(chǔ),便各自有地基沉降,特別是大型儲(chǔ)罐的基礎(chǔ)沉降尤為明顯。而兩個(gè)設(shè)備的地基沉降由于重量、地質(zhì)等因素影響,其沉降量必然不可能一致。類似于大型儲(chǔ)罐與泵之間的連接,最好在靠近儲(chǔ)罐管口處設(shè)置軟管或者增設(shè)豎直管段來吸收這種不均勻沉降,否則,比較脆弱的靜設(shè)備管口處易拉裂,動(dòng)設(shè)備轉(zhuǎn)子與定子的對(duì)中會(huì)遭到破壞進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)行不正常。
第二,任何材料均存在熱脹冷縮。用316L衛(wèi)生級(jí)不銹鋼水管直連兩個(gè)設(shè)備管口,操作狀態(tài)下,若操作溫度高于安裝時(shí)的環(huán)境溫度,這種由于設(shè)備限制了316L衛(wèi)生級(jí)不銹鋼水管的自由膨脹產(chǎn)生的316L衛(wèi)生級(jí)不銹鋼水管對(duì)設(shè)備的反作用力是巨大的(操作溫度低于安裝時(shí)的環(huán)境溫度,原理相同。下文均以熱脹舉例)。究竟有多大?且看下列材料力學(xué)典型公式:
F=αEΔTA
其中,a為材料的線膨脹系數(shù),具體查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,假設(shè)此處為低碳鋼,取12X10-6,E為材料的彈性模量,取200,ΔT為316L衛(wèi)生級(jí)不銹鋼水管操作溫度與安裝時(shí)環(huán)境溫度的差值,A為316L衛(wèi)生級(jí)不銹鋼水管截面積,單位各取SI(mm)標(biāo)準(zhǔn)單位。
那么,對(duì)于一根219X6mm的管子,操作溫度100℃,安裝時(shí)的環(huán)境溫度取20℃,兩端直連兩個(gè)設(shè)備口的管系,熱脹產(chǎn)生的對(duì)設(shè)備管口推力為100噸!當(dāng)然,上文的公式只合適于計(jì)算兩個(gè)設(shè)備口直連時(shí),管口推力的計(jì)算,若316L衛(wèi)生級(jí)不銹鋼水管走L或Z型,乃至更復(fù)雜的配管,則需要根據(jù)材料力學(xué)的力法或者位移法,求解方程組,而由F/A,可得此時(shí)316L衛(wèi)生級(jí)不銹鋼水管的拉壓應(yīng)力為244MPa,顯然,難以找到合適的材料用于此場(chǎng)合,也難以有設(shè)備管口可承受這么大的推力!所以,我們只能修改配管走向,讓上述的推力在316L衛(wèi)生級(jí)不銹鋼水管不斷拐彎的過程中,得到吸收,最終傳遞到設(shè)備管口時(shí),不會(huì)對(duì)動(dòng)靜設(shè)備的管口造成影響。