空分冷箱管道的应力分析

动 力分析则 主要指往 复压缩 机和往 复泵管 道的振 动分 析 、 法或 先前经验 判断，如 果结果失效，则对类管 线进行详细计算 ；
管道 的地震分 析 、水锤 和冲击 荷载作 用下管道 的振 动分析 ：
详细分析 则是通过 计算机建模计算 。
往复压缩机 （泵 ）管 道气 （液 ）柱 固有频率分 析—— 防止气
一 环 。
ＷＲＣ２９７／１９７校核 或 者 用 ＮＯＺＺＬＥ．ＰＲＯ．ＷＯＲＫＢＥＮＣＨ 等 软件
１前 期 工 作
校核 。
管道 应 力分 析工程 师应 参 与塔 器 ，换热 器 ，过 冷 器及 膨胀
其核心均根据分析设计相应标准 ，可参考ＪＢ４７３２ 钢制压
机 的设 备 布置 工作 中 。此步 骤是后 面开 展应 力分 析 的关 键一 力容 器一分 析设计标 准 第五节 分析设计 的一 般准则 。
国外优 秀 的企 业 。 而 空分装 置 的安 全 ，稳 定 的 运行 是 企业 生 殊支架用 ＳＴＡＡＤ．ＰＲＯ或者ＳＰ２０００进行强度和刚度的计算 。膨
存 ，壮 大之根 本 。笔 者根据 多年 管道 应 力分析 经验 ，结合 空分 胀机和泵管口部分会用到弹簧支架 ，这部分内容后面展开。
装置 自身的特点，从分析内容，方法，特别注意点几方面提 出自 ２．３设备管嘴蔓力校核
己的见解 。
管嘴受力校核 目的是确保设备管嘴受力值在许用范围内，
关 键词 ：管道应 力；管道 支架；设备 管嘴 ：弹簧 与膨胀 节
特别对泵 ，膨胀机等动设备管嘴校核尤为重要。管嘴受力值
空 分项 目广泛应 用在化 工 ，钢铁 ，冶金 等各个行 业 中 ，是其 （静设备 ，动设备 ）一 般有设备供应 商提供 。也 可参 照ＡＰＩ
受力计算— —防 止法兰 泄漏 ；管 系位 移计 算— — 防止管 道碰撞
目视 法 顾 名 思 义 由 富 有 经验 的管 道 工 程 师是 采 用 目视
和 支 吊点位移 过 大 ，防止液 体管道 由于过 重导致 水平管 道产生 检查 。
液 袋 。
简单分析 由应 力工程师采用导 向悬臂法 ，图表法，ＡＮＳＩ判断
的管道二 次应力计 算… 防止 疲劳破坏 ；管 道对机 器 、设 备作用 ３管道应 力分析 的方法
力的计算——防止作用力过大 ，保证机器、设备正常运行；管道
应 力 管 线 可 采 用 目视 法 ，简单 分 析 ，详细 分 析 三 种 分 析
支 吊架 的受 力计 算—— 为支 吊架 设计提 供依据 ；管 道上法 兰的 方法 。
步 。不过冷 箱 内的设备相 对单一 ，已形成一 系列典 型的布 置方 ２．４弹簧支架与膨胀节的应用
案 。管道应 力分 析工程 师制定临 界管线表 ，配管工程 师可优 先
在 板式 换热 器冷 箱顶 部 ，膨 胀机连 接 管 口 ，及泵 出 口一般
布 置这 部分 管线 。确 定管 道应 力分 析的 各个 工况 ，包括开 车 ， 会用到弹 簧支架 。ＣＡＥＳＡＲ ＩＩ默 认采用热 态 吊零的方 法。这样 运行 ，设计 ，失效 等 。此文 件一 般有 配管 工程 师根据 流 程要 求 在热态 时管道 支 吊点载 荷等于 管道 自重 ，管系 中不 出现弹 簧的
出具 。
附加 力 。当管 道处 于冷 态时 ，由于弹 簧载 荷 的变化 ，支 吊点载
２管道应力分析的 内容
荷与 管道 自重 载荷 不 同 ，会 导致 管道 有一 定 的冷位 移 ，特 别是
２．１静力分析与动力分析
对柔性较大的管道析有静 力分析与动力分析两种 ，在一般项 目 线 ，弹 簧支 架也 可以和 膨胀 机管 口作 一个 关联 ，从 而调 整 弹簧
采 用 何 种 方 法 ，则 是 依 据 公 司 的 应 力 分 析 工程 规 定 来
（液 ）柱共振 ；往 复压缩机 （泵 ）管道压 力脉动分 析——控 制压 力 选择 。
脉 动值 ；管道 固有 频率 分析—— 防 止管 道 系统共 振 ；管 道 强迫 ３．１简单分析方法
振动 响应 分析—— 控制管 道振动 及应 力 ；冲击荷载 作用下 管道
主要包括 以下内容 ：
模 型计算至关 重要 。
压 力 、重力等荷 载作用 下的管 道一次 应力计 算——一防止 塑
通 用 型膨 胀 节有 时 会用 在 泵 入 口位 置 ，其盲 板 力 必须 考
性 变 形破 坏 ；热胀 冷缩 以及端 点 附加位 移等 位移 荷 载作 用 下 虑 ；侧 向型的膨胀节 目前会用 到膨 胀机管 口位 置。
重要 的 配套 组成部 分 。其 中空分 冷 箱的 设计是 空分 项 目的核 ＳＴＤ６１０，ＡＰＩ ＳＴＤ６１７，ＮＥＭＡ ＳＭ２３，ＡＰＩ ＳＴＤ６６１ ＡＰＩ ＳＴＤ６１８等 相
心 部分 。冷 箱 内管 道 应 力分 析 则是 空 分 冷 箱 设 计 中 的重 要 应的标准。若静设备没有提相应的值，可用 ＣＡＥＳＡＲ ＩＩ自带的
这里 针对 冷 箱 内管道 介绍 一种 简单 分析 方法 。冷箱 内管
空分冷箱 管道 的应 力分析
王建刚 毛艺华 （杭州福斯达深冷装备股份有限公司，浙江 杭州 ３１１ １００）
摘 要 ：随着科 技 的发展 ，国 内空分装 置 日益 向大型 化发 每个公司会制定一套标准支架，基本都能满足各种需要 ，若受
展 。国 内各 大空分公 司也在 市场的浪 潮 中逐 步成长壮 大 ，比肩 力值过 大 ，就需要 考虑增加 管道 柔性 或者 考虑用特殊 支架 。特
中 ，普遍 采用静 力分析 。软件 国内一般 采用 ＣＡＥＳＡＲ ＩＩ与 Ａｕ． 支架受力值来减小管口受力的目的。对于一备一用的泵出口
ＴＯＰＩＰＥ两种 。
管 道 ，一般需 要选择 两个弹 簧工况 。软件 会 自动计 算 出弹 簧相
静 力分析是 指在 静力载荷 的作用 下对 管道进行 力学分 析 ， 关 参 数 ，也 可以 人工干 预其 设 置参数 ，选择 合适 的弹 簧对 整个