管道应力分析报告概述

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压力管道应力分析的内容及特点

压力管道应力分析的内容及特点摘要：压力管道应力分析是管道设计中最关键的工作之一。

管道设计应根据工业金属管道设计规范进行，进行管道设计应该从管道应力、管道材料和配管方面着手。

因为压力管道上存在复杂性的各种载荷，进行压力管道的应力分析的难度较大，导致阻碍管道设计工作，而且管道在运行和生产过程中的安全和质量关键是因为应力而存在的，因此找到管道应力分析的方法具有重要意义。

论述压力管道的应力特点和分布，能够提供给工程施工、管道选择和管道设计可靠的信息数据作参考，进而确保土建结构与管道连接的设备和管道自身的安全，保证了整个生产作业的安全，使压力管道提高使用价值。

关键词：应力；特点；压力；内容；管道前言：压力管道具有十分广泛的应用范围，而且在各个场所中的应用作用十分关键，压力管道关键作用是运输物质，在重要的大型建设工程中应用，如冶金工程、电力工程、天然气体、石油化工等，为满足一些需要进行供给或运输。

因为外界环境因素与整个管道系统均会很大程度的影响到压力管道应力，而且会受影响于流体的流动，这使应力分析增加了复杂度，应力分析压力管道应该结合实际的管道状况，尽量将接近实际、正确的分析结果准确模拟出来。

1应力分析压力管道的涵义在市政建设行业、化工行业、石油石化等产业普遍应用到管道，这些行业存在较高要求的工程安全指数与投资额，对压力管道进行应力分析应该对概念充分了解。

应力指的是管道构件应用在建设需要中承受的单位面积内力，其在荷载外力下形成的值较大，若是超出能够承受的材料极限强度，将造成管材失稳、破裂、变形等状况，关键在于因为外部热荷载与机械荷载导致的。

应力分析管道的状况下，能够确保良好的使用工艺装置而且保持其柔软性，精准的计算与分析热荷载与机械荷载后，获取设计管道的配件参数，计算变形与应力、应力与荷载，提供给管道配置合理的数据凭据，能够使管道产生的震动干扰减少，进而错开震源的震动频率，使管道的可靠性与安全性得到确保。

2应力分析压力管道的内容清楚了解分析的种类是应力分析压力管道的重要前提基础，按照不同种类应力的特点，应用针对性措施是压力管道减小应力，按照压力管道承受应力的作用方向、范围、强度大小，能够将压力管道上承受的应力分类成一、二次应力与峰值应力。

管道应力分析

管道应力分析
管道应力分析是一种普遍存在的、涉及多项工程设计技术的实用工程方法。

它的目的是为了评估管道系统的机械特性，以满足运行应力以及其它设计要求。

管道应力分析基本上是指在设计、构造和维护水力管道或管道网时，确定压力、载荷以及应力的分布情况。

管道应力分析的原则包括：收集所需的数据，如管道的长度、材质、特性、尺寸、结构和附件；应用结构力学原理，考虑管道配置、材料和运行参数，利用有限元分析、数值分析和扩展Q-T分析等工具，计算出管道的应力和变形；根据计算的应力及其比例，结合管道材料的断裂极限，判断管道是否能够承受设计要求的应力。

管道应力分析可以有效地帮助相关工程人员有效地了解管道的物理行为，从而更好地了解管道的设计特征，可以更准确地估算管道的运行安全性，并且可以有效地与设计团队进行有效沟通，解决可能存在的管道应力问题。

不仅如此，管道应力分析还可以帮助企业识别出其管道系统的弱点，如可能存在的不足的断面和支撑，从而设计出有效的结构及其它补救措施，使管道系统能够达到规定的要求。

总之，管道应力分析对于提高管道设计质量、提高工程经济性和保障管道系统的安全性具有重要意义。

管道应力分析概述

2017年05月管道应力分析概述刘豫（青岛海工英派尔工程有限公司，山东青岛266101）摘要:本文介绍了管道应力的分类、应力分析常用标准以及管道分析的主要内容，运用CAESARII 对管系模型进行应力分析，通过合理优化管道布置以减小应力所造成的影响。

本文结合工程实例分析管道应力所带来的影响，深化了对管道应力安全的认识。

关键词:应力分析；软件；支吊架1管道应力分析概况1.1进行应力分析的原因管道在运行过程中可能存在压力、重量、风、地震、设备震动等外力产生的荷载，而荷载是产生应力的主要因素。

管道应力分析的目的是防止管道疲劳及塑性变形破坏，保护设备正常运行，为支架设立提供依据。

根据应力分析的结果，通过调整管道的走向、增加支吊架或补偿器的方法，保证与管道相连的设备和结构设施的安全。

1.2进行应力分析的管线类别在设计过程中，满足以下条件的管线需要应力计算：极端温度（高温、低温）、高压、大直径薄壁管道、剧烈工况运行、和泵、压缩机、反应器等设备相连的管道等。

[1]2压力管道应力分析2.1应力分析常用标准压力管道的校核标准根据管道内不同的介质类型，可划分为几类不同的校核标准。

国内常用的几种标准，工艺管道参照GB 50316《工业金属管道设计规范》；输油管道参照GB 50253《输油管道工程设计规范》，同时可参照SH/T 3041《石油化工管道柔性设计规范》[2]。

国外标准通常使用美标ASME ，包括：ASME B31.1Power piping ——动力管道ASME B31.3Process Piping ——工艺管道ASME B31.4Pipeline Transportation Systems for liquids and slurries——液态烃及其他液体管线输送系统以上国内外标准主要针对管道系统，在计算管嘴受力、动力分析时还应参照压力容器及各类动设备的设计规范。

使用不同标准得出的计算结果也不尽相同，选择适当的标准能让计算结果更接近实际工况。

管道目测应力分析报告范文

管道目测应力分析报告范文英文回答：Piping Visual Stress Analysis Report.Introduction.This report presents the results of a visual stress analysis conducted on the piping system at the [Facility Name] facility. The analysis was performed in accordance with the requirements of [Applicable Code or Standard].Scope of Work.The scope of work for this analysis included the following:Visual inspection of the piping system.Identification of potential stress concentrations.Evaluation of the severity of potential stress concentrations.Development of recommendations for corrective action.Methodology.The visual stress analysis was conducted using a combination of the following methods:Direct visual observation.Use of a magnifying glass.Use of a borescope.The visual inspection focused on identifying areas of the piping system that exhibited signs of stress, such as:Bulges.Cracks.Corrosion.Leaks.Misalignment.Findings.The visual stress analysis identified several areas of the piping system that exhibited signs of stress. These areas included:A bulge in the piping near the [Location]A crack in the piping near the [Location]Corrosion on the piping near the [Location]A leak in the piping near the [Location]A misalignment in the piping near the [Location]The severity of each potential stress concentration was evaluated based on the following factors:The size and location of the stress concentration.The type of stress (e.g., bending, tension, compression)。

管道应力分析资料报告和计算

管道应力分析^计算1概述1.1管道应力计算的主要工作1.2管道应力计算常用的规、标准1.3管道应力分析方法1.4管道荷载1.5变形与应力1.6强度指标与塑性指标1.7强度理论1.8蠕变与应力松弛1.9应力分类1.10应力分析2管道的柔性分析与计算2.1管道的柔性2.2管道的热膨胀补偿2.3管道柔性分析与计算的主要工作2.4管道柔性分析与计算的基本假定2.5补偿值的计算2.6冷紧2.7柔性系数与应力增加系数2.8作用力和力矩计算的基本方法2.9管道对设备的推力和力矩的计算3管道的应力验算3.1管道的设计参数3.2钢材的许用应力3.3管道在压下的应力验算3.4管道在持续荷载下的应力验算3.5管道在有偶然荷载作用时的应力验算3.6管系热胀应力围的验算3.7力矩和截面抗弯矩的计算3.8应力增加系数3.9应力分析和计算软件1概述1.1管道应力计算的主要工作火力发电厂管道(以下简称管道)应力计算的主要工作是验算管道在压、自重和其他外载作用下所产生的一次应力和在热胀、冷缩及位移受约束时所产生的二次应力;判断计算管道的安全性、经济性、合理性，以及管道对设备产生的推力和力矩应在设备所能安全承受的围。

管道的热胀应力应按冷、热态的应力围验算。

管道对设备的推力和力矩应按冷状态下和工作状态下可能出现的最大值分别进行验算。

1.2管道应力计算常用的规、标准(1) DL/T 5366・2006火力发电厂汽水管道应力计算技术规程(2 ) ASME B 31.1 ・ 2004 动力管道在一般情况下，对国工程采用DL/T 5366进行管道应力验算。

对涉外工程或顾客有要求时，采用B 31.1进行管道应力验算。

13管道应力分析方法管道应力分析方法分为静力分析和动力分析。

对于静荷载，例如：管道压、自重和其他外载以及热胀、冷缩和其他位移荷载作用的应力计算，采用静力分析法。

DL/T 5366和B31.1规定的应力验算属于静力分析法。

同时，它们也用简化方法计及了地震作用的影响，适用于火力发电厂管道和一般动力管道。

工业管道应力分析

工业管道应力分析一．为什么要进行管道应力分析1.什么是应力？通常讲：物体内某一点的应力是指物体内该点单位面积上的内力。

按应力对管道的破坏作用，可分为：一次应力（primary stress），二次应力（second stress），峰值应力（peak stress）。

一次应力指由于外加荷载，如：压力或重力等的作用产生的应力。

其特征为：一次应力满足和外加荷载的平衡关系，随外加荷载的增加而增加，且无自限性，当其值超过材料的屈服极限时，管道将产生塑性变形而破坏。

因此在管子的应力分析中，首先应使用一次应力满足许用应力值。

二次应力：由于变形受到约束所产生的正应力或剪应力，它本身不直接与外力相平衡。

二次应力的特征：（1）管道内二次应力通常由位移荷载引起的（如热胀冷缩、附加位移、安装误差、振动荷载等）。

（2）二次应力是自限性的，当局部屈服和产生少量塑性变形时，通过变形协调就能使应力降低下来。

（3）二次应力是周期性的。

（4）二次应力的许用极限取决于交变的应力范围和交变的循环次数。

峰值应力是由于荷载，结构形状的局部突变而引起的局部应力集中地最高应力值。

工程上一般采用应力集中系数进行简化求解。

2.管道应力分析的目的保证装置运行的安全性管道布置不合理，将会使整个装置运行存在安全隐患，例如：由于管道热应力而导致管架被推坏，设备管口被撕裂或被顶坏，弯头，三通外裂缝，以及法兰泄露的现象，如果管子固有频率与震源的频率相同，则整个装置系统会发生共振。

如压缩机的震动，大型水泵的震动等。

问大家一个问题，管子的固有频率是高好？还是低好？管系发生共振的条件是压缩机或往复泵的激振频率与管系的固有频率相同或接近。

β-放大因子，ω0----固有频率（角频），ω1----激振频率（角频）。

通常的ω0应避开0.8ω1~1.2ω1的区域，设计时最好控制ω0在1.5ω1以上。

压缩机的激振频率：ω=n/60×缸数×单（双）作用（1/s ），式中 n---压缩机转数，r/min 。

管道应力分析及计算全

B、动力分析包含的内容 a)管道固有频率分析 — 防止共振。 b)管道强迫振动响应分析 — 控制管道振动及应力。 c)往复式压缩机(泵)气(液)柱频率分析 — 防止气柱共振。
d)往复式压缩机(泵)压力脉动分析 — 控制压力脉动值(δ值)。
C、动力分析要点
a)
振源
机器动平衡差 — 基础设计不当
⑶ 编制临界管线表(三级签署) — 应力分析管线表
静力分析
⑷ 应力分析
(三、四级)；
动力分析
⑸ 卧式容器固定端确定，立式设备支耳标高确定；
⑹ 支管补强计算；
⑺ 动设备许用荷载校核(四级)
⑻ 夹套管(蒸汽、热油、热水)计算(端部强度计算、内部导向翼板位置确定、同时包括任何应力分析管道的所有内容)；
三、管道的柔性设计
3.1、柔性定义及柔性设计的方法和目的 a)定义 b)目的 c)设计方法 d)端点位移考虑 3.2、是否进行详细柔性设计的判别方法 a)应进行详细柔性设计的管道 b)可以不进行详细柔性设计的管道 c)判别式的使用方法与注意事项 3.3、管道的热补偿
三、管道的柔性设计
3.4、应力增大因子 3.5、柔性分析方程 3.6、弹性模量随温度变化效应 3.7、柔性分析的另一规则
2)两台或三台压缩机的汇集总管截面积至少为进口管截面积的三倍，且应使柱塞流的冲击力不增加。
3)孔板消振 — 在缓冲罐的出口加一块孔板。
孔径大小：
d D
4
U,
U
V气体流速 V介质内的声速
d 0.3 ~ 0.5 D
孔板厚度=3～5mm
孔板位置 — 在较大缓冲罐的进出口均可
d)减少激振力——减少弯头、三通、异径管等管件。
A、当

管道应力计算报告

管道应力计算报告
管道应力计算是确定管道设计安全性的重要一步，以下是管道应力计算报告的基本内容：
1. 选用的计算方法和标准：应明确使用的计算方法和标准，如ASME B31.1、B31.3等。

2. 管道系统的设计参数：报告需提供管道系统的设计参数，包括管道直径、壁厚、材质、工作温度和压力等。

3. 应力计算基础：应力计算基础是管道应力计算的前提，需要通过管道系统的设计参数计算出管道应力计算的基础数据。

4. 管道应力计算：根据应力计算基础及计算方法，计算出管道系统中各点的应力及相应的位移，其中包括弯曲应力、轴向应力、环向应力、剪切应力等。

5. 应力判断：基于计算出的管道应力，判断管道系统在工作情况下是否满足设计要求，主要是确保管道系统的强度和刚度满足设计要求，避免管道系统出现破裂、脆化、变形等现象。

6. 结论：报告中应根据管道应力计算的结果，给出相应的结论，包括管道系统的安全性评估、是否需要调整设计参数等。

7. 建议改进：如果管道应力计算存在问题或者不满足设计要求，应给出相应的建议改进措施，以确保管道系统的安全性和稳定性。

工业管道应力分析

工业管道应力分析工业管道应力分析是指通过分析工业管道在运行过程中受到的各种力的作用以及相应的应力状态，从而判断管道是否满足工程要求并采取相应的防护措施。

工业管道应力分析的主要目的是确定管道在运行过程中是否会出现应力集中、变形过大、破裂等问题，以及确定相应的应力分布、变形情况和破坏机制，从而为工业管道的设计、运行和维护提供依据。

工业管道在运行过程中受到的力主要包括内压力、外部载荷、温度变化和土壤压力。

其中，内压力是指管道内液体或气体产生的压力，外部载荷是指管道周围介质或结构施加在管道表面的力，温度变化是指管道在运行过程中由于介质的温度变化引起的热应力，土壤压力是指管道埋设在土壤中时受到的土壤重力和土壤侧压产生的力。

在进行工业管道应力分析时，需要首先确定管道的受力情况和约束条件。

受力情况包括受力方向、大小和作用点的位置，约束条件包括管道的支撑方式、管道与周围结构的连接方式等。

确定受力情况和约束条件后，可以采用有限元分析等方法进行管道应力分析。

有限元分析是一种常用的管道应力分析方法，通过将管道离散化为一系列小的有限元单元，建立有限元模型，利用有限元法的基本原理和计算方法，求解受力的节点位移和应力分布。

在有限元分析中，需要将管道的几何形状、材料性质和加载情况等输入模型中，对模型进行网格划分，选择适当的单元类型和材料本构关系，以及考虑边界条件和约束条件，然后进行计算，得到管道的应力分布和变形情况。

在工业管道应力分析中，需要考虑的问题还包括材料的强度和韧性、加载方式和工况变化、管道连接件和支撑结构的设计等。

根据管道的受力情况和要求，可以制定相应的设计准则和标准，以确保管道在运行过程中的安全可靠。

总之，工业管道应力分析是工业管道设计、运行和维护的重要环节，通过分析管道受力情况和应力分布，可以评估管道的安全性和可靠性，为管道的设计和维护提供依据。

在应力分析中，需要综合考虑材料的强度和韧性、加载方式和工况变化、管道连接件和支撑结构的设计等因素，以确保管道在运行过程中不会发生突然破裂和失效。

管道应力分析报告概述

管道应力分析概述CAESARII软件介绍CAESARII管道应力分析软件是由美国COADE公司研发的压力管道应力分析专业软件.它既可以分析计算静态分析,也可进展动态分析.CAESARII向用户提供完备的国际上的通用管道设计规X,使用方便快捷.交互式数据输入图形输出,使用户可直观查看模型〔单线、线框,实体图〕强大的3D计算结果图形分析功能,丰富的约束类型,对边界条件提供最广泛的支撑类型选择、膨胀节库和法兰库,并且允许用户扩展自己的库.钢结构建模,并提供多种钢结构数据库.结构模型可以同管道模型合并,统一分析膨胀节可通过标准库选取自动建模、冷紧单元/弯头,三通应力强度因子〔SIF〕的计算、交互式的列表编辑输入格式用户控制和选择的程序运行方式,用户可定义各种工况.一、管道应力分析的原如此管道应力分析应保证管道在设计条件下具有足够的柔性,防止管道因热胀冷缩、管道支承或端点附加位移造成应力问题.二、管道应力分析的主要内容管道应力分析分为静力分析和动力分析.静力分析包括：1〕压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏；2〕管道热胀冷缩以与端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳破坏；3〕管道对设备作用力的计算——防止作用力太大,保证设备正常运行；4〕管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据；5〕管道上法兰的受力计算——防止法兰汇漏.动力分析包括：l〕管道自振频率分析——防止管道系统共振；2〕管道强迫振动响应分析——控制管道振动与应力；3〕往复压缩机〔泵〕气〔液〕柱频率分析——防止气柱共振；4〕往复压缩机〔泵〕压力脉动分析——控制压力脉动值.三、管道上可能承受的荷载〔1〕重力荷载：包括管道自重、保温重、介质重和积雪重等；〔2〕压力荷载：压力载荷包括内压力和外压力；〔3〕位移荷载：位移载荷包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移、支承沉降等；〔4〕风荷载；〔5〕地震荷载；〔6〕瞬变流冲击荷载：如安全阀启跳或阀门的快速启闭时的压力冲击：〔7〕两相流脉动荷载；〔8〕压力脉动荷载：如往复压缩机往复运动所产生的压力脉动；〔9〕机械振动荷载：如回转设备的振动.四、管道应力分析的目的1〕为了使管道和管件内的应力不超过许用应力值；2〕为了使与管系相连的设备的管口荷载在制造商或国际规X〔如NEMA SM-23、API-610、API-6 17等〕规定的许用X围内；3〕为了使与管系相连的设备管口的局部应力在ASME Vlll的允许X围内；4〕为了计算管系中支架和约束的设计荷载；5〕为了进展操作工况碰撞检查而确定管于的位移；6〕为了优化管系设计.五、管道柔性设计方法确实定一般说来,下述管系必须利用应力分析软件〔如CAESAR II〕通过计算机进展计算与分析.1〕与贮罐相连的,公称管径12〞与以上且设计温度在100度与上的管线；2〕离心式压缩机〔API 617〕与往复式压缩机〔API 618〕的3〞与以上的进、出口管线：3〕蒸汽透平〔NAME SM23〕的入口、出口和抽提管线；4〕泵〔API 610〕——公称管径4〞与以上且温度100度与以上或温度-20度与以下的吸入.排出管线；5〕空冷器〔API 661〕——公称管径6〞与以上且温度120度与以上的进、出口管线；6〕加热炉〔API 560〕——与管口相连的6〞与以上和温度200度与以上的管线；7〕相当长的直管,如界区外的管廊上的管线；8〕法兰处的泄漏会造成重大危险的管线,如氧气管线、环氧乙烷管线等.9〕公称管径4〞与以上且100度与以上或-50度与以下的所有管线；六、摩擦系数确实定除非另有规定,在进展管道柔性分析时摩擦系数应作如下考虑：滑动支架：滚动支架：注：滚珠沿轴向运动时应采用滑动摩擦系数．七、管道柔性设计管道柔性是反映管道变形难易程度的一个物理概念,表示管道通过自身变形吸收热胀、冷缩和其它位移变形的能力.进展管道设计时,应在保证管道具有足够的柔性来吸收位移应变的前提下,使管道的长度尽可能短或投资尽可能少.在管道柔性设计中,除考虑管道本身的热胀冷缩外,还应考虑管道端点的附加位移.设计时,一般采用如下一种或几种措施来增加管道的柔性：〔1〕改变管道的走向；〔2〕选用波形补偿器、套管式补偿器或球形补偿器；〔3〕选用弹性支吊架.八、管道柔性设计的目的管道柔性设计的目的是保证管道在设计条件下具有足够的柔性,防止管道回热胀冷缩、端点附加位移、管道支承设置不当等原因造成如下问题；〔1〕管道应力过大引起金属疲劳和〔或〕管道推力过大造成支架破坏；〔2〕管道连接处产生泄漏；〔3〕管道推力或力矩过大,使与其相连接的设备产生过大的应力或变形,影响设备正常运行.九、应进展详细柔性设计的管道〔1〕进出加热炉与蒸汽发生器的高温管道；〔2〕进出汽轮机的蒸汽管道；〔3〕进出离心压缩机,透平鼓风机的工艺管道；〔4〕进出离心别离机的工艺管道；〔5〕进出高温反响器的管道；〔6〕温度超过400℃的管道；〔7〕利用图表或其他简化法初步分析后,明确需要进一步详细分析的管道：〔8〕与有受力要求的其他设备相连的管道十、管道柔性设计计算结果的内容〔1〕输入数据；〔2〕各节点的位移和转角；〔3〕各约束点的力和力矩；〔4〕各节点的应力；〔5〕二次应力最大值的节点号、应力值和许用应力X围值；〔6〕弹簧参数表.十一、管道柔性设计合格的标准〔1〕管道上各点的二次应力值应小于许用应力X围；〔2〕管道对设备管口的推力和力矩应在允许的X围内；〔3〕管道的最大位移量应能满足管道布置的要求.十二、冷紧问题冷紧是指在安装时〔冷态〕使管道产生一个初位移和初应力的一种方法.如果热胀产生的初应力较大时,在运行初期,初始应力超过材料的屈服强度而发生塑性变形,或在高温持续作用下,管道上产生应力松弛或发生蠕变现象,在管道重新回到冷态时,如此产生反方向的应力,这种现象称为自冷紧.冷紧的目的是将管道的热应变一局部集中在冷态,从而降低管道在热态卜的热胀应力和对端点的推力和力矩,也可防止法兰连接处弯矩过大而发生泄漏.但冷紧不改变热胀应力X围.冷紧比为冷紧值与全补偿量的比值.通常应尽量防止采用冷紧,在必须采用冷紧的情况下,要遵循如下原如此：● 为了降低管道运行初期在工作状态下的应力和管道对连接设备或固定点的推力、力矩以与位移量,可以采用冷紧,但冷紧不能降低管道的应力X围；● 对于材料在蠕变条件下〔碳钢380度以上,低合金钢和高铬钢420度以上〕工作的管道进展冷紧时,冷紧比〔亦即冷紧值与全补偿量的比值〕应不小于0.7.对于材料在非蠕变条件下工作的管道,冷紧比它取0.5.对冷紧有效系数,热态取2/3,冷态取1.● 对连接转动设备的管道,不宜采用冷紧.● 与敏感设备相连的管道不宜采用冷紧.因为由于施工误差使得冷紧量难于控制,另一方面,在管道安装完成要将与敏感设备管口相连的管法兰卸开,以检查该法兰与设备法兰的同轴度和平行度,如果采用冷紧将无法进展这一检查.十三、带约束的金属波纹管膨胀节类型〔1〕单式铰链型膨胀节,由一个波纹管与销轴和铰链板组成,用于吸收单平面角位移；〔2〕单式万向铰链型膨胀节,由一个波纹管与万向环、销轴和铰链组成,能吸收多平面角位移；〔3〕复式拉杆型膨胀节,由用中间管连接的两个波纹管与拉杆组成,能吸收多平面横向位移和膨胀节本身的轴向位移；〔4〕复式铰链型膨胀节,由用中间管连接的两个波纹管与销轴和铰链板组成,能吸收单平面横向位移和膨胀节本身的轴向位移；〔5〕复式万向铰链型膨胀节,由用中间管连接的两个波纹管与销轴和铰链板组成,能吸收互相垂直的两个平面横向位移和膨胀节本身的轴向位移；〔6〕弯管压力平衡型膨胀节,由一个工作波纹管或用中间管连接的两个工作波纹管与一个平衡波纹管构成,工作波纹管与平衡波纹管间装有弯头或三通,平衡波纹管一端有封头并承受管道内压,工作波纹管和平衡波纹管外端间装有拉杆.此种膨胀节能吸收轴向位移和/或横向位移.拉杆能约束波纹管压力推力.常用于管道方向改变处；〔7〕直管压力平衡型膨胀节,一般由位于两端的两个工作波纹管与有效面积等于二倍工作波纹管有效面积、位于中间的一个平衡波纹管组成,两套拉杆分别将每一个工作波纹管与平衡波纹管相互连接起来.此种膨胀节能吸收轴向位移.拉杆能约束波纹管压力推力.带约束的金属波纹管膨胀节的共同特点是管道的内压推力〔俗称盲板力〕没有作用于固定点或限位点外,而是由约束波纹膨胀节用的金属部件承受.十四、对转动设备允许推力的限制管道对转动设备的允许推力和力矩就由制造厂提出,当制造厂无数据时,可按如下规定进展核算：〔1〕单列、中心线安装、两点支承的离心泵,其允许推力和力矩应符合API610规定；〔2〕尺寸较小的非冷凝式通用汽轮机,蒸汽管道对汽轮机接收法兰的最大允许推力和力矩应符合NEMA SM23的规定.倍.十五、热膨胀量〔初位移〕确实定〔l〕封头中心管口热膨胀量的计算封头中心管口只有一个方向的热膨胀,即垂直方向,考虑到从分钦塔固定点至封头中心管口之间可能存在操作温度和材质的变化,故总膨胀量按下式计算；〔2〕封头斜插管口热膨胀量的计算封头斜插管口有两个方向的热膨胀,即垂直方向和水平方向的热膨胀,垂直方向的热膨胀量计算同式,水平方向的热膨胀量按下式计算：〔3〕上部筒体径向管口有两个方向的热膨胀,即垂直方向和水平方向的热膨胀,垂直方向的热膨胀量计算同式,水平方向的热膨胀量按下式计算：十六、管道设计中可能遇到的振动〔l〕往复式压缩机与往复泵进出日管道的振动；〔2〕两相流管道呈柱塞流时的振动；〔3〕水锤：〔4〕安全阀排气系统产生的振动；〔5〕风载荷、地震载荷引起的振动.十七、往复压缩机、泵的管道振动分析的内容振动分析应包括：〔1〕气〔液〕柱固有频率分析,使其避开激振力的频率；〔2〕压力脉动不均匀度分析,采用设置缓冲器或孔板等脉动抑制措施,将压力不均匀度控制在允许X围内：〔3〕管系结构振动固有频率、振动与各节点的振幅与动应力分析,通过设置防振支架优化管道布置,消除过大管道振动.十八、共振当作用在系统上的激振力频率等于或接近系统的因有频率时,振动系统的振幅会急剧增大,这种现象称为共振.往复泵管道设计中可能引发共振的因素有：管道布置出现共振管长：缓冲器和管径设计不当造成流体固有频率与激振频率重叠导致气〔液〕柱共振；支承型式设置不当,转弯过多等造成管系机械振动固有频率与激振力频率重叠.要防止发生共振,应使气〔液〕柱固有频率、管系的结构固有频率与激振力频率错开.管道设计时应进展振动分析,合理设置缓冲器,避开共振管长,尽可能减少弯头,合理设置支架.十九、管道支吊架的类型管道支吊架可分为三大类：承重支吊架、限制性支吊架和防振支架.承重支吊架可分为：刚性支吊架、可调刚性支吊架、弹簧支吊架和恒力支吊架.限制性支吊架可分为：固定支架、限位支架和导向支架.防振支架可分为：减振器和阻尼器.二十、管道支吊架选用的原如此〔1〕在选用管道支吊架时,应按照支承点所承受的荷载大小和方向、管道的位移情况、工作温度是否保温式保冷、管道的材质等条件选用适宜的支吊架：〔2〕设计管道支吊架时,应尽可能选用标准管卡、管托和管吊；〔2〕焊接型的管托、管吊比卡箍型的管托、管吊省钢材,且制作简单,施工方例,因此,除如下情况外,应尽量采用焊接型的管插和管吊；l〕管内介质温度等于或大于400度的碳素钢材质的管道；2〕低温管道；3〕合金钢材质的管道：4〕生产中需要经常拆卸检修的管道；二十一、管道支吊架的作用第一：承受管道的重量荷载〔包括自重、介质重等〕；第二：起限位作用,阴止管道发生非预期方向的位移；第三：控制振动,用来控制摆动、振动或冲击.固定架限制了三个方向的线位移和三个方向的角位移；导向架限制了两个方向的线位移；支托架〔或单向止推架〕限制了一个方向的线位移.二十二、吊架刚度恒力弹簧支吊架的刚度理论上为零：刚性支吊架的刚度理论上为无穷大；可变弹簧支吊架的刚度等于弹簧产生单位变形所需要的力.二十三、恒力和可变弹簧支吊架在应用上的限制恒力弹簧支吊架适用于垂直位移量较大或受力要求荷刻的场合,防止冷热态受力变化太大,导致设备受力或管系应力超标.恒力弹簧的恒定度应小于或等6%,以保证支吊点发生位移时,支承力的变化很小.可变弹簧适用于支承点有垂直位移,用刚性支承会脱空或造成过大热胀推力的场合.与恒力弹簧相比,使用可变弹簧会造成一定的荷载转移,为防止过大的荷载转移,可变弹簧的荷载变化弯应小于或等于25%.二十四、设计振动管道支架时,应注意如下问题〔1〕支架应采用防振管卡；〔2〕支架间距应经过振动分析后确定；〔3〕支架结构和支架的生根局部应有足够的刚度；〔4〕宜设独立根底,尽量防止生根在厂房的梁柱上；〔5〕当管内介质温度较高,产生热胀时,应满足柔性分析的要求；〔6〕支架应尽量沿地面设置.二十五、管道支吊架位置确实定〔1〕应满足管道最大允许跨度的要求；〔2〕当有集中载荷时,支架应布置在靠近集中载荷的地方,以减少偏心载荷和弯曲应力；〔3〕在敏感的设备〔泵、压缩机〕附近,应设置支架,以防止设备嘴于承受过的管道荷载；〔4〕往复式压缩机的吸入或排出管道以与其它有强烈振动的管道,直单独设置支架,〔支架生根于地面的管墩或管架上〕,以防止将振动传递到建筑物上；〔5〕除振动管道外,应尽可能利用建筑物、构筑物的梁柱作为支架的上根点,且应考虑生根点所能承受的荷载,生根点的构造应能满足生根件的要求.〔6〕对于复尽可能的管道,尤其是需要作详细应力计算的管道,尚应根据应力计算结果调整〔7〕管道支吊架应设在不妨碍管道与设备的连接和检修的部位；〔8〕管道支吊架应设在弯管和大直径三通式分支管附近；〔9〕安全泄压装置出口管道应根据需要,考虑是否设置支架.二十六、设置管道固定点应考虑如下问题〔l〕对于复杂管道可用固定点将其划分成几个形状较为简单的管段,如L形管段、U形管段、Z形管段等以便进展分析计算：〔2〕确定管道固定点位置时,使其有利于两固定点间管段的自然补偿；〔3〕选用II形补偿器时,宜将其设置在两固定点的中部；〔4〕固定点直靠近需要限制分支管位移的地方；〔5〕固定点应设置在需要承受管道振动、冲击载荷或需要限制管道多方向位移的地方.〔6〕作用于管道中固定点的载荷,应考虑其两侧各滑动支架的磨擦反力；〔7〕进出装置的工艺管道和非常温的公用工程管道,它在装置分界人设固定点.二十七、压缩机进出口管道支架设计要点〔1〕往复式压缩机的吸入和排出管道上的管架〔或管墩〕宜与建、构筑物根底脱开；不宜在楼板和平台上生根,当设计独立的管架〔或管墩〕时,第一个支架应靠近压缩机；〔2〕往复式压缩机吸入和排出管道支架〔或管墩〕的高度应尽可能低,以便于管道的支承；〔2〕往复式压缩机的管道抑振管架,宜设在管道集中荷载处、管道拐弯、分支以与标高有变化处；〔3〕由于离心式压缩机吸入和排出管口一般均向下,机体热膨胀与管道热膨胀均向下,因此,管道支架宜采用弹簧支架或弹簧吊架.二十八、泵管道支架设置要点各类泵嘴均有荷载限制,支架设置时应考虑这一因素.〔1〕在靠近泵的管段上设置支,吊架或弹簧支吊架；〔2〕泵出口嘴垂直向上时,在距泵最近拐弯处,于泵根底以外的位置设置支架；也可在泵嘴正上方的拐弯处设吊架：〔3〕对大型机泵的高温进出口管道,为减轻泵嘴受力而设置的支架,应尽量使约束点和泵嘴之间的相对热伸缩量最小；〔4〕泵的水平吸入管道宜在靠近泵的管段上设置可调支架,也可采用吊架或弹簧吊架；〔5〕为防止往复泵管道的脉动,应缩短管道支架之间的距离,尽量采用管卡型支架,不宜采用吊架〔6〕泵的管道为常温时,应在泵嘴最近处设固定支架或导向架；〔7〕泵附属小管道尽量成组布置,以便安装支架；〔8〕末经泵制造厂许可,不得在泵底座上安装支架.二十九、弹簧支吊架设计1,可变弹簧支吊架设计根底当管子移动时,弹簧载荷稍微发生变化,但从应力的观点看：当管于从冷态变化到热态时,弹簧载荷有一些变化是允许的.一个预设在某个位置的可变弹簧支吊架,在管子运动的全过程都对管子提供支承.当管于向上移动时,弹簧支吊架上的承重板上移,允许弹簧伸长,因而降低弹簧作用在管子上的载荷；当管子向下移动时,弹簧支吊架上的承重板也下移,使弹簧压缩,因而使弹簧作用在管子上的载荷增大.弹簧支吊架设计的目的是选择一个符合如下要求的弹簧：①当管子从冷态〔安装状态〕变化到热态〔操作状态〕后,弹簧提供必要的重力载荷支撑以平衡管系.②从冷态到热态的总位移在允许的X围内.③当弹簧载荷从冷载荷变化到热载荷时,不会在管系中造成过大的膨胀应力.因为当管于从冷态到热态时,可变弹簧支吊架的载荷是变化的,并且弹簧支吊架设计的一个目的是提供必要的重量支撑载荷以平衡在热态位置的管系,因而有必要用不平衡的"冷态载荷〞来安装弹簧支吊架.2．载荷变化率在某些情况下,管道规X推荐通过限制载荷变化率为10%或25%来使弹簧载荷的变化为最小.因为热态载荷和热位移取决于管系的结构,所以一个弹簧支吊架的可变性只能通过改变弹簧刚度来控制.大多数制造商对于每个载荷值提供三种〔或更多〕不同弹簧刚度的弹簧,分别推荐用于短程.中程和长程的位移.因为在一个给定载荷值下的所有弹簧,在它们的全部行程中支承一样的载荷变化,通常长程弹簧的刚度〔与其载荷变化率〕是中程弹簧的一半,而后者又是短程弹簧的一半.3．弹簧选型表弹簧是从弹簧表中选出来的.弹簧表显示了每一号弹簧在工作X围内的负载能力,以与每一号的短、中、长程弹簧的弹簧刚度.在热态载荷、热位移和变化率的条件下,从表中选择弹簧的步骤为：①计算最大许用弹簧刚度；②在弹簧表的各列中找到热态载荷,来确定弹簧载荷的大小；③针对载荷大小,选择弹簧刚度小于或等于上面计算值的弹簧系列；④计算冷态载荷并确认冷态载荷也落在弹簧的工作X围内；⑤如果不能满足条件,换一样的不同弹簧系列或邻近号的弹簧再试.4．弹簧设计过程一约束重量,热态吊零与其它上面描述的过程都是假设弹簧选型所需的热态载荷和热位移,但是工程师怎样来计算热态载荷和热位移呢？整个弹簧支吊架设计的步骤如下所述.①利用标准跨距原理来选择管架位置.假设在这点有一个刚性Y向约束,然后进展重量载荷分析.这种分析称为"约束-重量〞分析.在这一分析中,分布在每个约束上的重量载荷将被作为弹簧选型时的热态载荷.②其次,从管架位置除去约束,进展热膨胀分析.这种分析称为"自由-热态〞分析.每个支架位置的热态位移将被作为弹簧选择时的热位移.〔注意：由于管系中可能有非线性约束的影响,CAESARII进展的不是一个真正的"自由-热态〞工况分析,而是一个"弹簧位移下的操作〞工况分析,它包括热态载荷、重量载荷和在约束重量作用下的弹簧热态载荷.因为管系的重量载荷和弹簧热态载荷根本上相互抵消,这样有效地造成一个只有热态的工况,而不考虑非线性作用.〕③利用从约束-重量计算得出的热态载荷和自由-热态得到的位移,对每个点从上述弹簧表中选择一个弹簧,利用弹簧刚度来确定安装所需冷态载荷〔预置的弹簧载荷〕.④通过在每个弹簧作用点增加一个刚度等于弹簧刚度的约束并且通过增加弹簧预置载荷〔冷态载荷〕作为在持续载荷工况起作用的力来调整模型以反映弹簧的存在,然后重新分析所有载荷工况以获得弹簧真实存在时的效应.只要用户在管系中指定弹簧,上述四个步骤〔除了确定弹簧支吊架的位置〕将由CAESARll 自动完成.5．弹簧支吊架设计说明1〕如果内装比重小于1.0的液体管系需要作水压试验,通常在水压试验期间弹簧支吊架的定位块不应拆除,所选用的弹簧零部件〔管卡、吊杆等〕和支架结构必须能够承受水压试验载荷,而水压试验载荷通常应作为这些支架的控制载荷.2〕在指定弹簧支吊架的热态和冷态载荷时,附加零部件的预期重量应加到CAESARII的计算载荷上,特别是：当认为这些重量很重要时〔如在大管卡或由型钢制成的吊架组件的情况〕,弹簧必须同时支承零部件；如果在定义弹簧参数时没有考虑这点,管系的重量载荷将由于弹簧零部件的重量而造成不平衡.3〕为了保证管子不至于运动太大而从管架上掉下来,在设计管架时必须考虑弹簧支吊架位置的水平位移,另外,弹簧制造商往往限制弹簧吊在一个6度的X 围内.当水平位移特别大时,建议将支架安装在偏置的位置以减小在冷态和热态位置时支架垂直作用线的偏差.4〕在由于不平衡冷态载荷造成的法兰配合问题使得安装有困难时,最好在现场调整弹簧以考虑一旦系统开车后的热态载荷.在管口操作载荷不是主要因素,。

压力管道应力分析的内容及特点

压力管道应力分析的内容及特点关键词：压力管道；应力分析；内容特点引言：如今工业中对于压力管道的需求量在不断增加，并且如今大量的工业运输以及承载都需要用到工业管道来作为支撑。

这类管道的应用同样能够为整体工业作业提供重要的保障和保护，同时还能够提升整体工程的有效性和安全性。

但是压力管道想要良好进行工作就必须对其进行外界温度、压力以及湿度等一系列因素的考验，只有通过这些考验以及能够承受住足够压力的管道才能够投入到实际使用中。

一、管道应力分析（一）一次应力在管道应力进行分析的过程中，一次应力通常指的是一些外界因素所带来的负荷以及负载，其中包括了管道所承受的重力、内压以及风载等一系列因素产生的剪应力以及正应力。

这两种应力通常会因为其自身的特点以及特性导致了容易与外加负载形成平衡关系，但是达成了平衡关系之后外加应力并不会取消或者停止，反而还会继续增加，若是外加应力逐渐增加并且达到了一个很大的值之后就会超过材料自身所拥有的屈服极限，管道就容易受到影响从而造成了破坏，管道总体也就随之出现了破坏。

相关工作人员应当能够对一次应力进行良好的控制，在进行管道设计时就应当提前给应力留出足够的预留空间，通过这样的方式来帮助整体管道不会出现过度塑性而造成的破坏或者失效。

同时，一次应力的校核也应当结合具体的弹性分析以及极限分析等一系列要求进行处理，通过处理之后才能够准确地对一次应力进行计算，从而将其进行控制。

如图1所示。

图1一次应力受力变形曲线（二）二次应力二次应力相比较于一次应力来说会更加直接，这类应力通常都是来自于对应的热胀冷缩或者其他位移受到约束而造成的剪应力和正应力，其自身具备一个无法和外力之间构成平衡关系的特点，因此其自身也就具备了非常明显的自限性特征[1]。

基本来说材料自身会因为材料以及质量从而具备对应的屈服值，若是二次应力导致了管道的荷载超过了这种屈服极限值之后就容易对管道局部造成变形一类的影响。

这时候相关人员应当对应力重新进行分布和规划，让材料应变能够达到自均衡的要求。

压力管道局部应力分析

I.
采用有限元法对特殊管件进行分析，得到应力集中系数；
II. 应力增大系数等于应力集中系数的一半。
应力增大系数应用的注意事项！
根据GB 50316、ASME B31.1和ASME B31.3的规定，计算二次应力时应采用应力增大系数。这是由于采用应力增大系数的目的，是考虑局部应力集中的影响，而局部应力集中主要对管件的疲劳破坏产生作用。因为局部的高应力循环，将使材料产生裂纹并不断扩展，最终导致破坏。校核二次应力的目的正是为了防止疲劳破坏，因此在计算二次应力时必须考虑应力集中的影响，应该采用应力增大系数。另外，根据ASME B31.3的标准释义，计算一次应力可不考虑应力增大系数。这主要是因为校核一次应力是为了控制管道的整体破坏，局部的应力集中对管道的整体破坏影响不大。另外一次应力采用弹性分析方法，认为某一点达到屈服管道失效，已经非常保守，如果在考虑应力集中的影响将导致过分保守。
l 为了能够表示出WRC107、297计算的误差，使用有限元分析软件(NozzlePro/FEpipe)来进行对比计算。
l 有限元法严格按照理论分析方法，结合ASME Ⅷ-2 中的应力分类来对特定结构进行应力计算，当满足理想化假设条件时，其结果与真实应力十分接近，并且有限元分析法不受任何几何条件的限制，计算精度与网格划分的疏密程度相关。
可以提高至0.6
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压力管道局部应力分析
WRC107应用范围及限制条件
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压力管道局部应力分析
WRC107应用范围及限制条件
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压力管道局部应力分析
WRC297应用范围及限制条件
l WRC297继承了WRC107的一些限制条件，另外，当连接区域的接管壁厚小于补强壁厚时，其局部应力计算值可能过于保守

压力管道应力分析

• （2）应力分类
• • •
压力管道应力分类的依据是应力对管道强度破坏所起作用的大小。这种作用又取决于下列两个因素：即应力是外载荷直接产生的还是在变形协调过程中产生的
• A、应力产生的原因
• 外载荷是机械载荷还是热载荷；
•B、应力的作用区域和分布形式 •即应力的作用是总体范围还是局部范围的 •沿厚度的分布是均匀的还是线性的或非线性的。 •目前，比较通用的应力分类方法是将压力管道中的应力分为三大类： •一次应力、二次应力和峰值应力。
• • • • • • • • • • •
2、管子壁厚计算（GB 50316) （1）管子计算壁厚ts 承受内压管子计算壁厚公式： ts= PD0 / (2[σ ]tEj+ PY) 式中： ts 管子的计算壁厚, mm; P 管子的设计压力 MPa; D0 管子的外径， mm; Ej 焊接接头系数; [σ ]t 管子材料在设计温度下的许用应力, MPa。 Y 考虑温差应力影响的系数
• • • •
2、管道所承受的载荷复杂作用于管道的载荷有：（1）管内介质产生的压力介质产生的压力主要在管子中产生环向的使管子直径增大或缩小的变形，这也是管子本身发生破裂的主要影响因素。 • 同时，介质的压力在远端轴向还会在管子中产生轴向拉（压）应力而引起某些附加载荷。 • 对于厚壁管，还会产生沿半径方向的载荷。
• 3）峰值应力F • 峰值应力是由于载荷、结构形状突变而引起的局部应力集中的最高应力值,是引起疲劳破坏或脆性断裂的可能根源。
• 3、承压管道中的应力分布 • （1）管壁中的应力状态 • 在承受内（外）压力作用的管道器壁中，由于管道几何形状的轴对称性质，可能产生的主应力有σ θ 、σ z 、σ r 。

压力管道应力分析

压力管道应力分析引言压力管道作为输送流体的重要管线，承受的压力和温度都是极高的。

这样就会导致管道中的应力和变形问题，从而产生一定的安全隐患。

因此，对于压力管道的应力分析就显得尤为重要。

压力管道的应力压力管道在运行过程中，会受到各种力的作用，如内压、重力、支架反力、温度等，这些力作用在管道上，就会造成管道内部的应力，如轴向应力、周向应力、径向应力等。

•轴向应力轴向应力是指管道轴向方向的应力，通常是指由流体作用产生的内压力和拉力两部分的影响。

在管道内部，如果内压力太大，轴向应力就会增大，会导致管道的卡铁暴力现象。

•周向应力周向应力是指管道周向方向的应力，主要受到流体和温度两个因素的影响。

当管道内部温度升高，周向应力也会随之升高，如果超过极限值，就可能导致管道的破裂。

•径向应力径向应力是指与管道中心轴线垂直方向的应力，通常是由于弯曲、扭转等变形所引起的。

如果弯曲半径过小或者存在缺陷，就会导致径向应力过大，从而容易引起管道的破裂。

压力管道应力分析压力管道应力分析是针对管道内各种应力进行综合分析的过程。

在分析的过程中，通常需要采用有限元分析等方法，通过建立合适的数学模型和计算，得出管道内部的应力情况和强度，并评估管道是否存在危险的可能性。

在进行应力分析时，一般需要考虑以下几个方面。

1. 材料力学性能材料力学性能直接影响管道的使用寿命和安全性。

因此，对于材料的强度、韧性、塑性等性能参数，都需要进行准确的测定和分析。

常见的材料包括石墨、钢铁、铝合金等。

2. 工况分析针对不同的工况，管道所受的力也会不同。

因此，在进行应力分析之前，需要准确确定工况参数，如内压、外界温度等，以便进行有针对性的分析。

3. 有限元分析有限元分析是应用计算机模拟技术，将管道模型分割成有限个小模型，通过对小模型的计算和组合，分析管道内部的应力和强度分布。

这种方法可以更直观地了解管道内部应力的变化情况，有效评估管道的安全性和强度。

压力管道应力分析是管道设计和使用过程中必不可少的环节。

压力管道应力分析报告

第一章任务与职责1.管道柔性设计的任务压力管道柔性设计的任务是使整个管道系统具有足够的柔性，用以防止由于管系的温度、自重、压和外载或因管道支架受限和管道端点的附加位移而发生下列情况；1)因应力过大或金属疲劳而引起管道破坏；2)管道接头处泄漏；3)管道的推力或力矩过大，而使与管道连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备正常运行；4)管道的推力或力矩过大引起管道支架破坏；2.压力管道柔性设计常用标准和规1)GB 50316-2000《工业金属管道设计规》2)SH/T 3041-2002《石油化工管道柔性设计规》3)SH 3039-2003《石油化工非埋地管道抗震设计通则》4)SH 3059-2001《石油化工管道设计器材选用通则》5)SH 3073-95《石油化工企业管道支吊架设计规》6)/T 8130.1-1999《恒力弹簧支吊架》7)/T 8130.2-1999《可变弹簧支吊架》8)GB/T 12777-1999《金属波纹管膨胀节通用技术条件》9)HG/T 20645-1998《化工装置管道机械设计规定》10)GB 150-1998《钢制压力容器》3.专业职责1)应力分析(静力分析动力分析）2)对重要管线的壁厚进行计算3)对动设备管口受力进行校核计算4)特殊管架设计4.工作程序1)工程规定2)管道的基本情况3)用固定点将复杂管系划分为简单管系，尽量利用自然补偿4)用目测法判断管道是否进行柔性设计5)L型U型管系可采用图表法进行应力分析6)立体管系可采用公式法进行应力分析7)宜采用计算机分析方法进行柔性设计的管道8)采用CAESAR II 进行应力分析9)调整设备布置和管道布置10)设置、调整支吊架11)设置、调整补偿器12)评定管道应力13)评定设备接口受力14)编制设计文件15)施工现场技术服务5.工程规定1)适用围2)概述3)设计采用的标准、规及版本4)温度、压力等计算条件的确定5)分析中需要考虑的荷载及计算方法6)应用的计算软件7)需要进行详细应力分析的管道类别8)管道应力的安全评定条件9)机器设备的允许受力条件（或遵循的标准）10)防止法兰泄漏的条件11)膨胀节、弹簧等特殊元件的选用要求12)业主的特殊要求13)计算中的专门问题（如摩擦力、冷紧等的处理方法）14)不同专业间的接口关系15)环境设计荷载16)其它要求第二章压力管道柔性设计1.管道的基础条件包括：介质温度压力管径壁厚材质荷载端点位移等。

管道应力分析报告

管道应力分析报告1. 引言管道是现代工业中常见的设备，承载着流体或气体的输送任务。

然而，由于长期使用、环境变化以及操作失误等原因，管道常常会受到应力的影响，从而导致管道的损坏和失效。

因此，对管道应力进行分析和评估是至关重要的。

本报告将介绍管道应力分析的步骤和方法，以帮助工程师和技术人员有效地评估管道的安全性和可靠性。

2. 步骤一：收集管道信息在进行管道应力分析之前，首先需要收集有关管道的相关信息。

这包括管道的材料、尺寸、几何形状以及工作条件等。

通过收集这些信息，可以更好地了解管道的特性和使用环境，为后续的分析工作打下基础。

3. 步骤二：确定边界条件边界条件是管道应力分析的基础，它描述了管道在特定条件下的受力情况。

根据实际情况，边界条件可以包括管道端部的固定或自由支撑、管道连接处的约束等。

通过确定边界条件，可以更加准确地模拟管道在实际工作中的受力情况。

4. 步骤三：建立数学模型建立数学模型是进行管道应力分析的关键步骤。

根据管道的几何形状和边界条件，可以选择适当的数学方法和工具来建立模型。

常用的方法包括有限元分析、解析法等。

通过建立数学模型，可以计算出管道在不同位置和方向的应力分布情况。

5. 步骤四：计算应力分布在建立数学模型之后，可以进行应力计算。

根据所选的数学方法和模型，可以通过计算得到管道在不同位置和方向上的应力大小。

这些应力值可以用于评估管道的安全性，并进行必要的修复和改进。

6. 步骤五：评估管道安全性根据得到的应力分布结果，可以对管道的安全性进行评估。

根据国际标准和规范，可以确定安全应力范围。

如果管道的应力值超过了安全范围，需要采取相应的措施，如增加支撑、加固结构等，以保证管道的安全运行。

7. 步骤六：制定改进方案如果管道的应力分布结果不符合要求，需要制定相应的改进方案。

改进方案可以包括优化管道的设计、改变工艺条件、增加支撑等。

通过合理的改进方案，可以有效地降低管道的应力水平，提高管道的安全性和可靠性。

管道应力分析

管道应力分析应力分析1. 进行应力分析的目的是1) 使管道应力在规范的许用范围内；2) 使设备管口载荷符合制造商的要求或公认的标准；3) 计算出作用在管道支吊架上的荷载；4) 解决管道动力学问题；5) 帮助配管优化设计。

2. 管道应力分析主要包括哪些内容？各种分析的目的是什么？答：管道应力分析分为静力分析和动力分析。

1) 静力分析包括：(l)压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算――防止塑性变形破坏；(2)管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算――防止疲劳破坏；(3)管道对设备作用力的计算――防止作用力太大，保证设备正常运行；(4)管道支吊架的受力计算――为支吊架设计提供依据；(5)管道上法兰的受力计算――防止法兰泄漏；(6)管系位移计算――防止管道碰撞和支吊点位移过大。

2) 动力分析包括：(l)管道自振频率分析――防止管道系统共振；(2)管道强迫振动响应分析――控制管道振动及应力；(3)往复压缩机气柱频率分析――防止气柱共振；(4)往复压缩机压力脉动分析――控制压力脉动值。

3. 管道应力分析的方法管道应力分析的方法有：目测法、图表法、公式法、和计算机分析方法。

选用什么分析方法，应根据管道输送的介质、管道操作温度、操作压力、公称直径和所连接的设备类型等设计条件确定。

4. 对管系进行分析计算1) 建立计算模型（编节点号），进行计算机应力分析时，管道轴测图上需要提供给计算机软件数据的部位和需要计算机软件输出数据的部位称作节点：(1) 管道端点(2) 管道约束点、支撑点、给定位移点(3) 管道方向改变点、分支点(4) 管径、壁厚改变点(5) 存在条件变化点（温度、压力变化处）(6) 定义边界条件（约束和附加位移）(7) 管道材料改变处（包括刚度改变处，如刚性元件）(8) 定义节点的荷载条件（保温材料重量、附加力、风载、雪载等）(9) 需了解分析结果处(如跨距较长的跨中心点)(10) 动力分析需增设点2) 初步计算（输入数据符合要求即可进行计算）(1) 利用计算机推荐工况（用CASWARII计算，集中荷载、均布荷载特别加入）(2) 弹簧可由程序自动选取(3) 计算结果分析(4) 查看一次应力、二次应力的核算结果(5) 查看冷态、热态位移(6) 查看机器设备受力(7) 查看支吊架受力（垂直荷载、水平荷载）(8) 查看弹簧表3) 反复修改直至计算结果满足标准规范要求（计算结果不满足要求可能存在的问题）(1) 一次应力超标，缺少支架(2) 二次应力超标，管道柔性不够或三通需加强(3) 冷态位移过大，缺少支架(4) 热态水平位移过大，缺少固定点或Π型(5) 机器设备受力过大，管道柔性不够(6) 固定、限位支架水平受力过大，固定、限位支架位置不当或管道柔性不够(7) 支吊点垂直力过大，可考虑采用弹簧支吊架(8) 弹簧荷载、位移范围选择不当，人为进行调整5. 编制计算书，向相关专业提交分析计算结果1) 计算书内容(1) 一次应力校核内容(2) 二次应力校核内容(3) 约束点包括固定点、支吊点、限位导向点和位移点冷态、热态受力(4) 各节点的冷态、热态位移(5) 弹簧支吊架和膨胀节的型号等有关信息(6) 离心泵、压缩机和汽轮机的受力校核结果(7) 经分析最终确定的管道三维立体图，包括支吊架位置、形式、膨胀节位置等信息2) 向相关专业提交分析计算结果(1) 向配管专业提交管道应力分析计算书，计算书不提供给甲方(2) 向设备专业提交设备需确认的设备受力(3) 如果支撑点、限位点、导向点的荷载较大，应向结构专业提交荷载数据(4) 将往复压缩机管道布置及支架设置提交压缩机制造厂确认6. 何谓一次应力，何谓二次应力？分别有哪些荷载产生？这两种应力各有何特点？答：一次应力是指由于外加荷载，如压力或重力等的作用产生的应力。

管道应力分析-孙学军_图文

裂纹。）
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材料的力学性能及强度理论力学性能：
1.强度极限 2.屈服强度 3.断裂 4.强化阶段 5.局部变形阶段
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最大拉应力理论：
该理论认为：最大拉应力是引起断裂的主要原因即认为：无论材料处于什么应力状态，只要最大拉应力达到单向拉伸时的抗拉强度，材料就会发生脆性断裂。
屈服判据：
强度准则：
应力分析报告
应力ISO图
支撑设计、选型
提交业主提交现场
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应力分析管线分类:
9
关键管线表:
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应力ISO图:
在管道单线图的基础上增加应力分析的节点号、约束点的位置及类型、约束点的位移量及载荷、备注等信息。
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管道受到的载荷、变形及失效形式
管道受到的载荷：
压力操作压力、试验压力；温度重量活荷载：管内输送介质的重量、测试的介质重量、由于环境或操作条件产生的雪/冰荷载等。死荷载：管道重量、保温重量及阀门（含执行机构）、法兰等管道组成件重量。位移设备管口热位移；基础沉降、潮汐运动、风等作用下在管道连接处产生的位移；支撑结构的变形；压力延长效应产生的位移；
管道应力的校核主要是为了防止管壁内应力过大造成管道自身的破坏。各种不同荷载引起不同类型的应力，不同类型的应力对损伤破坏的影响各不相同，如果根据综合应力进行应力校核可能导致过于保守的结果，因此管道应力的校核采用了将应力分类校核的方法。应力分类校核遵循的是等安全裕度原则，也就是说，对于危险性小的应力，许用值可以放宽;危险性大的应力，许用值要严格控制。应力分类是根据应力性质不同人为进行的，它并不一定是能够实际测量的应力。
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最大切应力理论(Tresca准则)：

压力管道应力分析

• 一次应力是由于压力、重力与其他外载荷的作用下在管道内产生的应力，它必须满足力与力矩的平衡法则。
• 一次应力的基本特征式非自限性的，它始终随所加载荷的增加而增加，当超过屈服极限时将使管道产生过度的变形从而引起破坏。
• 二次应力是管道由于变形约束而产生的正应力和剪应力，它本身不直接与外力相平衡。二次应力的特点是有自限性，当局部范围内的材料产生屈服或小量变形时，相邻部分之间的约束便得到缓和，使变形趋向协调不再继续发展，而应力自动地限制在一定得范围内。
⑴ 静力分析的主要内容及分析的目的：
• 在压力载荷和持续载荷作用下的一次应力计算━━防止因为塑性变形而引起的破坏；
• 管道因热胀冷缩、端点附加位移等位移载荷作用下的二次应力计算━━防止因金属产生疲劳而引起的破坏；
• 管道对设备作用力的计算━━防止因对设备作用力过大引起设备的破坏；
• 管道支吊架的受力计算━━为支吊架的设计提供依据；
⑻ 利用简化分析方法分析后，表明需要进一步详细分析的管道；
• 哪些管道可以不进行详细的柔性设计
⑴ 与运行良好的管道柔性相同或基本相当的管道；
⑵ 和已分析的管道比较，确认有足够柔性的管道；
⑶ 对具有同一直径、同一壁厚、无支管、两端固定、无中间约束并能满足下式要求的非剧毒介质管道：
4、管道上的应力及应力分类：
• 管道在压力载荷、机械载荷及热负荷等的作用下，在整个管路或局部某些区域产生不同性质的应力。对于不同性质的应力应当区别对待，根据它对管道破坏所起作用的不同，给予不同的限定。
• 当管道元件的形状或截面积发生突变时，该局部区域的应力将急剧增加，且随着远离这个区域，其应力水平迅速降低并在某一尺寸处趋于正常，通常将这一现象称为应力集中。