當(dāng)一般的年輕人,進入設(shè)計院做配管,老師傅總會苦口婆心地說,兩個設(shè)備間配管,切忌用316L衛(wèi)生級不銹鋼水管直連??赡苡行┤藭枺簝牲c之間直線最短,用316L衛(wèi)生級不銹鋼水管直連,多省錢啊!為什么不?
?
答案在這里:
第一,兩個設(shè)備間,往往各自是獨立基礎(chǔ)。既然是獨立基礎(chǔ),便各自有地基沉降,特別是大型儲罐的基礎(chǔ)沉降尤為明顯。而兩個設(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。類似于大型儲罐與泵之間的連接,最好在靠近儲罐管口處設(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,動設(shè)備轉(zhuǎn)子與定子的對中會遭到破壞進而導(dǎo)致運行不正常。
第二,任何材料均存在熱脹冷縮。用316L衛(wèi)生級不銹鋼水管直連兩個設(shè)備管口,操作狀態(tài)下,若操作溫度高于安裝時的環(huán)境溫度,這種由于設(shè)備限制了316L衛(wèi)生級不銹鋼水管的自由膨脹產(chǎn)生的316L衛(wèi)生級不銹鋼水管對設(shè)備的反作用力是巨大的(操作溫度低于安裝時的環(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)生級不銹鋼水管操作溫度與安裝時環(huán)境溫度的差值,A為316L衛(wèi)生級不銹鋼水管截面積,單位各取SI(mm)標(biāo)準(zhǔn)單位。
那么,對于一根219X6mm的管子,操作溫度100℃,安裝時的環(huán)境溫度取20℃,兩端直連兩個設(shè)備口的管系,熱脹產(chǎn)生的對設(shè)備管口推力為100噸!當(dāng)然,上文的公式只合適于計算兩個設(shè)備口直連時,管口推力的計算,若316L衛(wèi)生級不銹鋼水管走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316L衛(wèi)生級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,不會對動靜設(shè)備的管口造成影響。