采用柔性套筒联轴器的水泵站管道应力分析(PDF格式)

大量管道故障超大直径水泵管道系统迫使客户公司考虑水泵站管路作为一个关键系统．由于空间限制，泵站管道通常非常紧凑，通过增加弯头来包括任何固有管道灵活性的可能性是有限的。同时，非常大尺寸(直径)的吸入和排泄管道使系统高度刚性。在这种情况下，管道压力工程师只有两个选择来确定泵的吸入和排出喷嘴。

1. 使用伸缩缝
2. 使用柔性套筒联轴器

这两种方法都提供了系统的灵活性，并在吸收系统中的热运动方面非常有效。

但主要缺点与伸缩缝它们的高成本与设计寿命和额外备用伸缩节的要求有关。所以最近，设计顾问正在使用柔性套筒联轴器在很大程度上。与伸缩节相比，柔性套筒联轴器的设计寿命更经济。

在本文中，我们将描述采用柔性套筒联轴器的泵站管道应力分析．六角PPM软件凯撒二世用于分析。

亚博竞彩群什么是柔性套筒联轴器?

柔性套筒联轴器(图A)包括位于两个端环之间的中心套筒。套筒和端环由楔形弹性垫圈隔开。紧固头部螺栓将端环拉在一起，从而压缩端环和中心套筒之间的垫圈。当垫片被压到管道表面时，就实现了有效的防漏密封(图B)。这种柔性联轴器能够吸收热膨胀和热收缩，无需膨胀波纹管(图C)。

此外，它还能够适应足够的角度偏转，以允许管道移动或地面沉降，或者提供长半径的弯道，而无需加入专门的弯道(图D)。

应力分析系统定义

应力分析系统由水泵站由四个泵和两个未来的连接。线路参数如下，供参考:

供应商要求提供的数据

需要向供应商收集以下数据

• 法兰和阀门重量。
• 分支连接上的SIF值。
• 带喷嘴的泵GA图允许负载。

应力系统建模

参考图3，以可视化的完整系统。

该系统的管理规范是ASME b31.4。管道元素以相同的常规方式建模。排料箱地下部分与地上部分的连接处考虑了固定锚。该泵被建模为刚性零重量。

管道压力推力计算为压力X内部横截面积，并加入方向变化。

Caesar II中柔性套筒耦合的建模

• 在Caesar II中，套筒联轴器(图4)被建模为具有非常低刚度值的伸缩缝。
• 套筒联轴器与线束(拉杆)一起使用，有效内径留空，无需计算联轴器推力。
• 轴向位移为20毫米，认为联轴器可以吸收高达20毫米的位移(需要与供应商进行个案检查)。
• 在套筒联轴器的两侧，在离联轴器最近的可能距离处，提供一个全方位的导轨。
• 详见图4。
• 柔性套筒联轴器(图5)采用元素6620-6630建模;6620 - 6640;在节点6580和6660上提供了全方位导轨，以避免联轴器弯曲。在节点6630，一个20毫米的位移提供轴向移动。

荷载分析案例

负载情况是考虑3个泵工作，1个泵备用。荷载情况分析参见图6。地震荷载被认为作用于任何单一方向。

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