船舶入级规范2003--第4篇第6章第6节
40<t≤60 t≤16 TS/TW 410-1 TS/TW 510 合金钢 TS 440 TS 450-1 TS 450-2,TE TS 500,TE TS 690 N+T N N+T N+T N+T t≤60 t≤60 t≤60 t≤60 t≤60 N N 16<t≤40 40<t≤60 t≤60 119 142 136 131 172 96 120 118 113 150 88 108 107 104 142 81 95 95 95 131 71 84 84 84 119 64 78 78 78 111 61 74 74 74 99 43 43 43 43 47 - - - - 23 - - - - - - - - - - 161 150 156 217 272 128 132 134 - - 122 124 129 186 194 117 114 124 183 182 102 96 122 181 176 94 88 448 179 172 91 86 115 176 169 89 83 108 156 162 81 56 76 93 132 30 - 38 49 71 - - 19 19 33 表A5 铜管和铜合金管抗拉强度和许用应力 最小抗拉管材材料 强度(N/mm2) 铜,退火处理 铜,半硬化状态 铝黄铜 2 )设计温度(℃)1高至50 75 100 125 150 175 ) 200 225 250 275 300 许用应力(N/mm2) 42 42 80 70 42 42 80 70 41 41 80 69 41 41 80 67 35 35 80 65 28 28 52 63 19 19 25 60 57 53 49 45 220 250 330 290 退火处理 铜镍合金90/10 退火处理 铜镍合金70/30 退火处理 360 83 81 79 67 75 73 71 69 67 65 63 1) 输送压缩空气的管子,如压力是脉冲的,则许用应力应减少50%。 2) 铜:76.0-79.0;铝:1.8-2.3;砷:0.02-0.06;其余为锌。 表A6 钢管的腐蚀裕量 C 管子使用场合 过热蒸汽 饱和蒸汽 货油舱中的蒸汽盘管 开式循环系统中锅炉给水 闭式循环系统中锅炉给水 排污管 (用于锅炉) 压缩空气 液压油 润滑油 燃油 货油 液化石油气 C(mm) 0.3 0.8 2 1.5 0.5 1.5 1 0.3 0.3 1 2 0.3 制冷剂 淡水 普通海水 0.3 0.8 3 1)穿过液舱的管路,外部腐蚀的附加腐蚀裕量,应按表中的使用场合随外部介质不同而定。 2)受到有效防腐蚀保护的管子,腐蚀裕量经认可可减薄50%。 3)不锈钢管子可省去腐蚀裕量。 A400 热膨胀应力
401蒸汽温度在400℃以上的管系,通常应进行热应力分析。下列特殊情况,可不必进行分析: — 当所提出的管系被认为等效于已运行成功和已获认可的装置。
— 当所提出的管系经过严格检查,认为不比以
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前认可过的装置差时。
A500 热应力计算书
501 当必须对管系进行分析时,热应力计算的全部详细资料应提交认可。所作的假设和近似应陈述清楚。
502 管系图纸和图介,包括坐标轴说明、管子长度、管弯头的弯曲半径以及吊架详细资料均应提交审查。当管系承受初始预应力时,应说明该预应力的程度和位置。
600 应力计算
601 对两个或多个固定点管系进行热应力分析,对它的所有部件和固定吊架、摆动支架和导架等固定件以及为减少对设备或小支管的载荷而加在中间的约束等的特性应予充分的考虑。应力分析时应假定管系温度从20℃增加到最高工作温度。管子材料的弹性模数,应采用20℃时的值。
602 在热应力分析中,对除直管段以外的部件的应力集中系数应予以考虑。具有附加挠性的部件,可并人应力计算中。当其 他具体的系数可能缺少时,允许在计算中使用表A7的应力集中系数和挠性系数。
表A7 金属管路管件应力集中系数和挠性系数
管剖面模数可取下列两者中的较小者: πrbth 和πrbiibtb
rb — 支管平均横截面半径mm
th — 与集管配连管子的管壁厚度mm tb — 与支管配连管子的管壁厚度mm . iib — 支管的同平面应力集中系数
604 管系任一点的合成应力σr应不超过对应的应力范围σint : σint = 0.75σtk+0.25σtv
σtk — 100℃或以下时管壁的许用应力,见表
A4 (N/mm2)
σtv — 管系最高工作温度时管壁的许用应
力,见表A4 (N/mm2)
对低温管系,确定σint时应予以特殊考虑。 605 由静负荷(管子重量)产生的轴向弯曲应力和由于内压产生的轴向拉伸应力之和在管系任何一点均应不超过表A4规定的许用应力σtv 。 指导性意见:
安装管系时如是带预应力(冷弹力)的,反其裕度应在考虑了相连机械设备的反作用力之后才能给定。只要按一个规定的有效的方法求得设计预应力,就可用下面的公式估算管子的反作用力。这公式还可分别用于计算热膨胀和冷收缩的反作用力。
Rv = (1-
22Ev2C)
EK3R
603 热膨胀合成应力σr定义为: σr =
??4?2b2 (N/mm)
222
Rk = CR 或 Rk = (1-取其中较大者。
?tvEv?rEK)R
(i0M0)/ Z σb = (i1M1)?= 总弯曲应力 (N/mm2)
τ = MT/2Z 扭转应力 (N/mm2) MT = 扭矩 (Nm)
M1 = 管件平面内的弯矩 (Nm) M0 = 管件横截面内的弯矩 (Nm) i1 = 平面内弯矩应力集中系数 i0 = 平面外弯矩应力集中系数 Z = 管件的弯曲剖面模数 mm3 管件截面不均匀时,应采用与其配连管子的剖面模数。
对分支系统,在支管直径小于集管直径时,则支
R — 20℃下无预应力时的反作用力(N) C — 预应力系数,无预应力 C = 0.0;
有100%预应力 C =1.0 Ev — 管材热态弹性模数(N/mm2) EK — 管材20℃时的弹性模数(N/mm2)
?tvEv?rEK值在任何情况下应小于1.0。
———指导性意见结束———
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A700 塑料管
701 管子的公称内压力应由短期水压试验的破坏压力除以安全系数4或长期(〉100000h)水压试验的破坏压力除以安全系数2.5决定,取小者。水压试验的破坏压力应由试验或由试验结合根据公认的标准计算方法验证。
702 管子的公称外压力不应小于1bar并由破坏试验压力除以安全系数3来确定。破坏试验压力应由试验或由试验结合根据公认的标准计算方法验证。
703 应根据公认标准确定与公称压力相对应的高温限值和压力降低值,但在所有情况下,最高工作温度应低于树脂或塑料材料的最低热变形温度(按IS075方法A或等效方法确定)至少20℃。最低热变形温度应不低于80℃。
704 对某些类型的材料温度限值和压力降低值在表A8和表A9中给出。这些限值可在管子制
造商提交的认可文件基础上加以扩展。许用温度值是对长期运行而言的,短期地在较高的临界温度下工作可根据具体情况考虑后认可。
705 用玻璃纤维增强的环氧树脂和聚脂管比钢管更易遭受冲击和局部过载的损坏。管子和附件的壁厚应与公称压力10bar相应,管径D>100mm的管子刚性应足以承载100kg的跨中载荷,跨度取自制造厂的推荐。在装卸、安装和检查时应充分考虑到其易受冲击破坏的特性。 706 表格内容仅适用于供水管,其他介质的运送可根据具体情况予以考虑。
707 如在室外区域安装热塑性管,则管子应通过外部使用的专门认可或具有抗紫外线辐射的防护。
708 塑料管通常应使用电绝缘材料制成并且不允许用于气体危险区域。根据下述原则特殊材料具有导电性的也允许使用:
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— 处于或穿过气体危险区域,输送导电液体的管子,其外部应为导电的。
— 处于或穿过气体危险区域,输送不导电液体如精炼油和蒸馏水的管子,其内外部都应为导电的。
709 根据塑料热膨胀系数大的特点,对膨胀元件,必需专门考虑。
710 如在设计载荷中包含有显著的循环或脉动 公称压力PN bar 10 16 10 16 10 16 1)成分时,在材料选择和安装设计时应考虑材料的疲劳。
711 管系材料与所输送或所浸人的液体的相容性应予以保证(例如:水和一般碳氢化合物等以外的其他液体/气体)。
表A8 热塑管许用应力和温度极限 材料 许用工作压力(bar) -20~0℃ 7.5 12 7.5 12 30℃ 7.5 12 7.5 12 6 9.5 40℃ 6 9 7 10.5 6 50℃ 6 6 9 60℃ 7.5 70℃ 6 80℃ PVC ABS HDPE 1) 按公认的岸上供水标准 表A9 玻璃纤维增强环氧树脂的树脂的最低热变形温度 公称压力PN ISO 75 方法A 10 80 16 25 10 100 16 25 10 135 16 25 1) 最小热变形温度135℃ 2) 按公认船用标准 bar -50~30℃ 10 16 16 10 16 16 10 16 16 40℃ 9 14 16 10 16 16 10 16 16 50℃ 7.5 12 16 9.5 15 16 10 16 16 60℃ 6 9.5 15 8.5 13.5 16 10 16 16 7 11 16 9.5 15 16 6 9.5 15 8.5 13.5 16 7 11 16 6 9.5 16 70℃ 80℃ 90℃ 95℃ 2)1)聚脂管(GPR)的许用应力和温度极限 许用工作压力(bar)
B 泵和风机
B100 一般要求
101 下列泵应随本社的证书交货: — 主机海水冷却泵. — 主机淡水冷却泵. — 主冷凝器循环泵. — 主冷凝器凝水泵. — 主冷凝器空气泵. — 给水泵
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— 强制循环锅炉循环泵 — 燃油输送泵和增压泵 — 燃油供应泵
— 燃油喷油嘴冷却泵
— 主机和主减速装置滑油泵 — 舱底水泵 — 压载水泵
— 消防泵和应急消防泵
— 操舵装置、锚机、调距桨、侧推器、货物泵和液动阀等用的液压泵 — 货物泵
— 惰性气体冷却水泵 — 热油循环泵
— 为执行第1篇第1章第2节所列功能而认为必需的其他泵
泵的图纸通常不必提交认可。
102 下列风机应随本社的证书交货: — 惰性气体风机
— 主锅炉(汽轮机船)强制通风扇 — 用于危险区域的风机
B200 安全阀
201 容积泵应设有安全阀。输送易燃液体的泵,由安全阀排出的液体通常应引回到泵的吸人侧。
B300 水压试验
301 泵壳体,除货油泵外均应做水压试验,试验压力为泵的最大工作压力的15倍。但试验压力不必超过最大工作压力以上70bar。
货油泵的水压试验压力应为泵的最大工作压力的1.3倍,但不得小于14bar。离心泵的最大压力应为泵的压头-排量曲线上的最大压头。容积泵的最大工作压力不得取低于安全阀的开启压力。
蒸汽驱动泵的蒸汽侧,应以1.5倍蒸汽压力作水压试验。
潜水泵的泵壳通常不必作水压试验。
B400 流量试验
401 泵流量均应在设计运转工况(额定转速和压头、粘度等)下校核。 对批量生产的泵,只要以前对同类型泵作的试验已符合要求,可免于流量试验。
流量低于1000m3/h的离心泵,应对其每一型号都测定特性(压头一流量曲线)。流量等于或大于1000m3/h的离心泵,对每台泵均应在设计点两侧的适当范围内测定其曲线。
402 经同意可安排对泵试验的特殊检验。
B500 风机
501 用于危险区域的风机应符合第5篇第3章第6节A200的要求。
502 惰性气体风机,见第5篇第3章第11节。
C 阀
C100 阀设计
101 新型或非常规设计的阀,以及装在舷侧和船底的焊接结构阀,其图纸和说明书应提交认可。
102 阀的压力一温度额定值应符合公认的国家标准。
103 旋人式阀盖,通常不得用于I级管系中公称直径超过40mm的阀、舷侧和船底阀以及装在易燃液体系统中的阀。 104 旋人式阀盖应锁紧,以防在阀动作时松动。 105 阀通常应通过顺时针方向转动手轮予以关闭。
106 阀上应设置能显示阀开、关位置的指示器,但能通过其他方法观察到者除外,如阀杆明显升高者。
107 旋塞上的手柄应在只有旋塞处于关闭位置时才有可能取下。
108 阀体上的焊接颈部应足够长,以确保阀不因接头处焊接和焊后热处理而变形。
C200 水压试验
201所有阀体均应由制造厂作水压试验,试验压力应为公称压力(公称压力系室温下最大允许工作压力)的1.5倍。试验压力不必超过公称压力以上70bar。
装在舷侧和船底的阀,其试验压力应不小于5bar。
202 装在舷侧和船底的蝶阀也应以5bar的压力对关闭着的阀盘的每一侧分别作水压试验。
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