彎頭
鍛制彎頭
材料：不銹鋼 碳鋼 合金鋼
交期：標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品常年現(xiàn)貨
描述：聯(lián)系站長免費(fèi)領(lǐng)取相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及重量表
規(guī)格： DN20-DN3000
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近年來，隨著國內(nèi)天然氣氣田的不斷開發(fā)，高壓高 酸性氣田不斷增多。由于高壓高酸性天然氣介質(zhì)對管 材、管件壁厚及腐蝕余量的特殊要求，標(biāo)準(zhǔn)管件…已經(jīng) 不能滿足其開發(fā)要求。同時(shí)，采用進(jìn)口管件[21將大大增 加開發(fā)成本。因此，部分設(shè)計(jì)單位提出選用適當(dāng)材料的 鍛件制作非標(biāo)管件的設(shè)計(jì)思路，并將此種非標(biāo)管件成功 地應(yīng)用于國內(nèi)各酸性氣田中，為氣田開發(fā)帶來良好的經(jīng) 濟(jì)效益。 鍛制彎頭作為最基本的鍛制管件，與標(biāo)準(zhǔn)彎頭相 比，不管外形還是內(nèi)部流道都有較大差異。鍛制彎頭的 設(shè)計(jì)除需著重滿足承壓外，還要求加工方便，制造成本 低。但鍛制彎頭加工出來的流道對介質(zhì)流動(dòng)產(chǎn)生的影響 鮮有報(bào)道。
一、鍛制彎頭的設(shè)計(jì) 鍛制彎頭采用鍛件，經(jīng)刨、車、銑三道主要工序制造 而成，故基體呈現(xiàn)立方體結(jié)構(gòu)，見圖1-a)。流道轉(zhuǎn)彎處的 封頭端是整個(gè)鍛制彎頭承壓相對薄弱的位置。因此鍛制彎頭設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于保證流道封頭端的承壓能力。通過 此種方法設(shè)計(jì)出的鍛制彎頭流道內(nèi)側(cè)端厚度較大，具有 足夠的承壓能力。
封頭計(jì)算直徑n應(yīng)為鍛制彎頭對應(yīng)管材內(nèi)徑皿與 2倍腐蝕余量C之和，即應(yīng)考慮腐蝕后封頭的承壓安全。 計(jì)算所得的封頭厚度蠡，加上腐蝕余量C，再經(jīng)過取 整，即可得到鍛制彎頭封頭的名義厚度8(ram)。最后結(jié) 合銑刀的錐孑L高度和接管大小，得出鍛制彎頭立方體的 邊長L(mm)，最終設(shè)計(jì)出符合要求的鍛制彎頭。 以新疆某氣田地面建設(shè)工程中的鍛制彎頭設(shè)計(jì)為 例。鍛制彎頭的接管材質(zhì)為L245NCS，規(guī)格咖60．3x6．3， 設(shè)計(jì)壓力10 MPa，設(shè)計(jì)溫度￡100℃，設(shè)計(jì)腐蝕余量為3 mm。
由于鍛制彎頭設(shè)計(jì)、制造的特殊性，使得內(nèi)部流道 與標(biāo)準(zhǔn)彎頭有較大差異。下面通過CFD商業(yè)軟件對鍛制 彎頭內(nèi)部流體流場分布情況，以及流體流動(dòng)對鍛制彎頭 產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。
二、格劃分及邊界條件 首先從鍛制彎頭模型中提取流體流道模型，見圖2一 a)。再利用CFD的前處理軟件對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 由于此模型兩端圓柱體結(jié)構(gòu)規(guī)則，交匯處的模型結(jié) 構(gòu)較為復(fù)雜，因此模型的網(wǎng)格劃分可分為兩部分處理。 兩端的圓柱體部分采用計(jì)算特性較好的六面體結(jié)構(gòu)，而 交匯部分，為了適應(yīng)模型結(jié)構(gòu)的變化，則采用四面體結(jié) 構(gòu)。為了適應(yīng)流態(tài)變化，在流體轉(zhuǎn)彎處采用較細(xì)的網(wǎng)格， 而流態(tài)變化小的圓柱體區(qū)采用較粗的網(wǎng)格，見圖2-b)。 此模型劃分后的網(wǎng)格數(shù)量為17萬個(gè)。
三、結(jié)論 從以上模擬結(jié)果可得：
a)鍛制彎頭內(nèi)有流動(dòng)旋渦產(chǎn)生，導(dǎo)致壓力能損失。 流通方式I的壓力能損失大于流通方式Ⅱ。
b)鍛制彎頭內(nèi)流場在轉(zhuǎn)彎后的內(nèi)側(cè)形成壓力波動(dòng) 與流動(dòng)旋渦。在有腐蝕性介質(zhì)存在的條件下，壓力波動(dòng) 與流動(dòng)旋渦都將對鍛制彎頭的腐蝕產(chǎn)生一定的影響。
c)鍛制彎頭內(nèi)流場在轉(zhuǎn)彎后的外側(cè)形成沖刷區(qū)。流 通方式Ⅱ的沖刷對材料腐蝕的影響大于流通方式I。 綜上，鍛制彎頭焊接時(shí)對流通方式的選擇應(yīng)根據(jù)工 況條件決定。對于強(qiáng)腐蝕工況，推薦采用流通方式I，通 過錐形端靜止介質(zhì)的緩沖，減小下游壁面的沖刷腐蝕， 從而增加鍛制彎頭的安全性和使用壽命。
