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管件和鋼管幾何尺寸偏差及其對組焊
更新時間??2021-08-03 15:09 閱讀
不同類型的管件由于其結構上的不同,對幾何 尺寸項目的要求既有不同項,也有共同項;其不同項例如對彎頭必須規(guī)定其彎曲半徑,對模壓拔制三通 必須規(guī)定其主、支管之間的過渡區(qū)圓弧半徑,對大小 頭必須規(guī)定其大小端之間的長度。其共同項是不論 哪種類型管件均對端部外徑/內徑和圓度及壁厚偏 差作了規(guī)定,這些共同項的幾何尺寸偏差將直接影 響到管件自身的質量,例如壁厚偏差關系到管件的 強度即在內/外壓下的安全可靠性,而且還影響到管 件和與之相對接的工藝管道組焊的質量,例如外徑/ 內徑和圓度。
管件的幾何尺寸除了端部外徑/內徑、圓度、壁 厚外,還有端部垂直度、彎頭的端部中心偏移等,我 們認為直接影響管件質量和管件與工藝管道組焊質 量的還是前三項,因此這里著重對管件標準中關于 這三項幾何尺寸的極限偏差進行分析。
管件標準對管件幾何尺寸的極限偏差,主要是 端部外徑/內徑、圓度、壁厚都作了明確規(guī)定。
由于管件和鋼管端部均存在和與之相對接件的 組焊質量問題,因此標準中不僅對端部外徑/內徑及 圓度的極限偏差有規(guī)定,而且對該項目的要求比對其 它項目的極限偏差要嚴格得多;在工藝站場或閥室中 管件一般和與之對接的零部件是鋼管,二者在端部的 幾何尺寸極限偏差直接影響到組焊質量,因此有必 要對其進行比較分析。
在管件標準幾何尺寸極限偏差的規(guī)定中,應 對三通的支管伸出高度,支管與主管間圓弧過渡區(qū) 的圓弧半徑、三通壁厚特別予以重視,這是因為三通 的支管伸出高度直接影響到支管端部坡口形式和尺 寸是否能符合要求,對其組焊質量有直接影響;三通 過渡區(qū)的圓弧半徑特別是內轉角半徑直接影響到該 部位的應力集中,一般管件標準中對此無規(guī)定,應按 ASME B31.8的規(guī)定執(zhí)行,三通的應力分布中應力 最大的部位是在過渡區(qū)的內轉角處和三通外壁腹部 處u1I,因此對三通壁厚的檢驗應特別重視該二部位 的壁厚值是否符合要求。
項目是多種的,但最主要的是其外徑/內徑與圓度, 這兩個幾何尺寸項目既有區(qū)別又有相關聯(lián)系,圓度 應是在管件或鋼管端部外徑/內徑偏差符合標準規(guī) 定的前提下進行檢測合格,即是說對管件或鋼管應 先檢測其外穢內徑合格后,再檢測其圓度,如果僅 檢測圓度合格,很可能出現(xiàn)因外徑/內徑不符合標準 規(guī)定而導致其判廢的情況,例如在杭甬線輸氣管道 工程某站場用0813×16mm的90。彎頭,其端部圓 度測量數(shù)據(jù)為最大外徑0830 mill,最小外徑0820 lnln,圓度為10 mm,按GB 12459—2005規(guī)定圓度極 限偏差≤11.2 l'nln,是合格的,但實際外徑0830 mm 比標準規(guī)定外徑偏差0819.4超過10.6 mm,顯然是 超標了,如果與執(zhí)行GB/T 9711.2標準的0813的 鋼管相對接,則彎頭與管端最大外徑為0815直管 的對口錯邊量達到7.5 mm,彎頭與直管可對焊的壁 厚僅8.5 nlm,在焊接接頭處強度上肯定是不安全 的,因此對該彎頭予以判廢。
之所以在規(guī)定了管件或鋼管端部外徑/內徑極 限偏差外,還要規(guī)定圓度極限偏差,是因為圓度偏差 對其影響有兩個方面: a.增大管件或鋼管的附加彎矩和附加彎曲應 力,例如對于內壓下運行的彎頭,當其在內壓作用 下,由于其橫截面有變圓的趨向(因為圓度的存在, 其截面為橢圓形),在外弧側外表面或中性面內表 面產生附加彎矩,該附加彎矩產生的附加彎曲應力 和內壓作用的薄膜拉應力的合應力有可能導致彎頭 在兩處中一處發(fā)生破壞,因此必須對圓度的極限偏 差值加以限制; b.管件與鋼管端部組裝焊接的錯邊量加大。導 致環(huán)向焊接接頭的壁厚不均勻,有的位置可能出現(xiàn) 壁厚不滿足強度計算的要求,而存在不安全的隱患, 上例中的0813×16彎頭即是一個對12錯邊量超標 的典型例子。 因此,標準規(guī)定端部圓度極限偏差的作用主要 是對管件或鋼管自身在內壓下的附加彎曲應力予以 限制,并對相互間組焊時對口錯邊量予以限制,總的 來說都是保證其強度上的安全可靠性。
管件的幾何尺寸除了端部外徑/內徑、圓度、壁 厚外,還有端部垂直度、彎頭的端部中心偏移等,我 們認為直接影響管件質量和管件與工藝管道組焊質 量的還是前三項,因此這里著重對管件標準中關于 這三項幾何尺寸的極限偏差進行分析。
管件標準對管件幾何尺寸的極限偏差,主要是 端部外徑/內徑、圓度、壁厚都作了明確規(guī)定。
由于管件和鋼管端部均存在和與之相對接件的 組焊質量問題,因此標準中不僅對端部外徑/內徑及 圓度的極限偏差有規(guī)定,而且對該項目的要求比對其 它項目的極限偏差要嚴格得多;在工藝站場或閥室中 管件一般和與之對接的零部件是鋼管,二者在端部的 幾何尺寸極限偏差直接影響到組焊質量,因此有必 要對其進行比較分析。
在管件標準幾何尺寸極限偏差的規(guī)定中,應 對三通的支管伸出高度,支管與主管間圓弧過渡區(qū) 的圓弧半徑、三通壁厚特別予以重視,這是因為三通 的支管伸出高度直接影響到支管端部坡口形式和尺 寸是否能符合要求,對其組焊質量有直接影響;三通 過渡區(qū)的圓弧半徑特別是內轉角半徑直接影響到該 部位的應力集中,一般管件標準中對此無規(guī)定,應按 ASME B31.8的規(guī)定執(zhí)行,三通的應力分布中應力 最大的部位是在過渡區(qū)的內轉角處和三通外壁腹部 處u1I,因此對三通壁厚的檢驗應特別重視該二部位 的壁厚值是否符合要求。
項目是多種的,但最主要的是其外徑/內徑與圓度, 這兩個幾何尺寸項目既有區(qū)別又有相關聯(lián)系,圓度 應是在管件或鋼管端部外徑/內徑偏差符合標準規(guī) 定的前提下進行檢測合格,即是說對管件或鋼管應 先檢測其外穢內徑合格后,再檢測其圓度,如果僅 檢測圓度合格,很可能出現(xiàn)因外徑/內徑不符合標準 規(guī)定而導致其判廢的情況,例如在杭甬線輸氣管道 工程某站場用0813×16mm的90。彎頭,其端部圓 度測量數(shù)據(jù)為最大外徑0830 mill,最小外徑0820 lnln,圓度為10 mm,按GB 12459—2005規(guī)定圓度極 限偏差≤11.2 l'nln,是合格的,但實際外徑0830 mm 比標準規(guī)定外徑偏差0819.4超過10.6 mm,顯然是 超標了,如果與執(zhí)行GB/T 9711.2標準的0813的 鋼管相對接,則彎頭與管端最大外徑為0815直管 的對口錯邊量達到7.5 mm,彎頭與直管可對焊的壁 厚僅8.5 nlm,在焊接接頭處強度上肯定是不安全 的,因此對該彎頭予以判廢。
之所以在規(guī)定了管件或鋼管端部外徑/內徑極 限偏差外,還要規(guī)定圓度極限偏差,是因為圓度偏差 對其影響有兩個方面: a.增大管件或鋼管的附加彎矩和附加彎曲應 力,例如對于內壓下運行的彎頭,當其在內壓作用 下,由于其橫截面有變圓的趨向(因為圓度的存在, 其截面為橢圓形),在外弧側外表面或中性面內表 面產生附加彎矩,該附加彎矩產生的附加彎曲應力 和內壓作用的薄膜拉應力的合應力有可能導致彎頭 在兩處中一處發(fā)生破壞,因此必須對圓度的極限偏 差值加以限制; b.管件與鋼管端部組裝焊接的錯邊量加大。導 致環(huán)向焊接接頭的壁厚不均勻,有的位置可能出現(xiàn) 壁厚不滿足強度計算的要求,而存在不安全的隱患, 上例中的0813×16彎頭即是一個對12錯邊量超標 的典型例子。 因此,標準規(guī)定端部圓度極限偏差的作用主要 是對管件或鋼管自身在內壓下的附加彎曲應力予以 限制,并對相互間組焊時對口錯邊量予以限制,總的 來說都是保證其強度上的安全可靠性。
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