2017-管道与储罐强度思考题
压力管道设计人员思考题
压力管道设计人员思考题一、是非题1.GC2设计图样必须有设计、校核、审核三级人员签字（）2.《特种设备安全法》在特种设备法律、法规体系中属于行政法规（）3.压力管道设计单位应取得省级以上有关主管部门颁发的设计许可证（）4.校核人员应具有3年以上的设计经历（）5.当不改变受压元件结构而改变工业管道的设计压力、设计温度和介质，必须有特种设备检验机构进行检验检测后方可进行改变。
（）6.管道图纸目录和管道平面布置图上映加盖设计单位设计许可印章。
（）7.压力管道焊接工艺评定的标准为NB/T 47014 （）8.压力管道设计许可证的有效期为4年。
（）9.压力管道的设计压力即为公称压力。
（）10.GB类压力管道设计单位的专职设计人员总数不少于10人。
（）11.钢材的焊接性能可用碳当量来评定，当碳当量Cd＜0.4%时，表示焊接性能优良（）12.管道组成件的最小壁厚应当考虑包括腐蚀、冲蚀、螺纹深度或者沟槽深度所需的裕量（）13.所以支吊架的设计都应确保其有足够的刚度（）14.常用设计用的法兰连接代号，平焊法兰为SO。
（）15.城镇燃气用聚乙烯管安装后进行强度试验即可（）16钢材中磷是有害杂质，它会使钢材的塑性和韧性急剧下降，并产生“热脆性”（）17.凡规定进行无损检测的焊接接头，应对每一焊工所施焊的焊接接头按比例进行抽查（）18.《压力管道安全技术监察规程---工业管道》中规定，无损检测档案、底片等保存期不得少于10年（）19.螺旋法兰不宜用于温度反复波动的场合，因为容易泄漏（）20.压力管道应力可分为一次应力和二次应力。
（）二、填空题：1.压力管道材料选用是由设计温度和等特性参数来确定的。
2.金属材料基本力学性能主要包括抗拉强度、、和韧性。
3.GB7231中规定的物质种类的基本识别色，如水位绿色，空气为色气体为中黄色，水蒸气为色。
4.设计许可程序包括：申请、、、鉴定评审。
5.非金属管的代号：聚乙烯（PE）聚氯乙烯聚四氟乙烯、聚丙烯。
2017年压力容器管理人员试题及答案
1、对于特种设备事故危害已经减轻和消除，不会进一步扩散，可逐级上报上一级政府，相应降低或解除预警相应级别。
判断正确答案：正确2、膨胀式温度计测量范围为-200～700℃，常用于测量易燃、有震动处的温度。
判断正确答案：错误3、压力表的极限刻度值如选得过大，会影响指示值的相对误差。
判断正确答案：正确4、常温罐车可采用蒸汽直接注入罐车内升压的方法卸车。
判断正确答案：错误5、压力容器的密封元件指可拆连接处起密封作用的元件。
它放在两个法兰或封头与筒体端部的接触面之间，借助于螺栓等连接件的压紧力而起密封作用。
判断正确答案：正确6、紧急切断装置可以兼作阀门使用。
判断正确答案：错误7、移动式压力容器充装单位，充装易燃、易爆介质的管路系统，应当设置阻火器。
判断正确答案：正确8、常温罐车禁止采用蒸汽直接注入罐车内升压的方法卸车。
判断正确答案：正确9、温度计接口有无保护套管和带保护套管两类，带保护套管的温度计，可能会使测量值滞后。
判断正确答案：正确10、塑性破裂的压力容器一般有碎片飞出。
判断正确答案：错误11、全面腐蚀是指腐蚀作用发生在整个金属表面上，它可能是均匀的，也可能是不均匀的。
判断正确答案：正确12、当氧化过程迅速进行时，产生的热量使物质和周围空气的温度急剧升高，并且产生光亮和火焰，这种剧烈的氧化现象便是燃烧。
判断正确答案：正确13、氯气在我国现行安全监察管理法规与气体分类标准中，被划为低压液化气体，而且是无毒的、强氧化性的酸性腐蚀性气体。
判断正确答案：错误14、根据《安全阀安全技术监察规程》，频跳指的是安全阀阀瓣快速异常地来回运动，运动中阀瓣不接触阀座。
判断正确答案：错误15、《简单压力容器安全技术监察规程》所称的简单压力容器是指结构简单或者危险性小的压力容器。
判断正确答案：错误16、特种设备使用单位应当对特种设备作业人员进行特种设备安全、节能教育和培训，保证特种设备作业人员具备必要的特种设备安全、节能知识。
压力管道检验员思考题及答案
压力管道检验员培训思考题及答案一、选择题（一）金属材料基本知识选择题8题1、金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。
其中抵抗永久变形能力用（ B ）表示；A、δB、σsC、φD、σb2、评定金属材料塑性指标常用（ C ）A、伸长率和韧性B、断面收缩率和韧性C、伸长率和断面收缩率D、断面收缩率和屈服强度3、属于金属材料强度指标的是（ AB ）。
A、屈服极限B、延伸率C、疲劳极限D、冲击韧性4、脆性破坏的基本原因是（ B ）。
A、材料的严重缺陷B、材料的脆性和严重缺陷C、反复加卸压的交变载荷D、过高的拉应力5、为了防止焊缝产生冷裂纹，应采取工艺措施（ C ）。
A、限制钢材硫磷含量B、控制管子对口错边量C、焊前预热、缓冷、减少高温冷却速度D、运条适当，防止偏弧6、金属材料在（ C ）共同作用下发生破坏，称为应力腐蚀破裂。
A、化学作用和电化学作用B、交变应力和化学介质C、拉应力和特定腐蚀介质D、在电化学7、不适用《条例》特种设备有（ D ）。
A、医用氧舱B、自动扶梯C、客运缆车D、煤矿矿井用特种设备8、奥氏体不锈钢的固溶处理是指（A）A、把奥氏体不锈钢加热到1050~1100℃，碳在奥氏体中固溶，保温一定时间，快速冷却到427℃以下，以获得均匀的奥氏体组织。
B、把奥氏体中渗碳体通过加热固溶在奥氏体中。
C、把奥氏体不锈钢加热到850~900℃，保温一定时间，快速冷却到427℃以下，以获得均匀的奥氏体组织。
D、把奥氏体中铬和镍通过加热固溶在奥氏体中。
（二）、压力管道基本知识选择题 17题1、压力管道是指利用一定的压力用于输送气体或者液体的管状设备，包括（ABCD）；A、管道组成件，B、管道支承件，C、管道连接件，D、管道安全保护装置；2、压力管道按（B）分类可分为工业管道、公用管道、长输管道和动力管道；A、按介质分类，B、按用途分类，C、按安全监察需要分类，D、按操作工况分类；3、压力管道介质按介质毒性可分为以下几类（ABD）；A、剧毒介质，B、有毒介质，C、可燃介质，D、无毒介质；4、某供汽单位用自建管道将蒸汽输送到相距约500米的某罐头厂，该管道应属于（A）管道；A、工业管道，B、公用管道，C、长输管道，D、动力管道；5、城市乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气管道属于（B）；A、工业管道，B、公用管道，C、长输管道，D、动力管道；6、根据压力管道相关法规的规定，输送毒性程度为极度危害介质的管道级别划分为（C）；A、GC3，B、GC2，C、GC1，D、GA1；7、输送火灾危险性为甲乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P≥4.0MPa管道级别应划分为（A）；A、GC1，B、GC2，C、GC3，D、GA1；8、以下哪些部件不属于压力管道元件（按压力管道安全技术监察规程-工业管道）（D）A、管子与管件，B、法兰阀门和紧固件，C、膨胀节及波纹管，D、管道安全保护装置；9、管道支承件是管道安装件和附着件的总称，安装件是将负荷从管子或管道附着件上传递到支承结构或设备上的元件，以下哪些部件不属于安装件。
060106油罐及管道强度设计-18
《油罐及管道强度设计》综合复习资料一、填空题1、罐壁板和管子的厚度负偏差是指。
2、罐壁厚度是根据荷载计算的。
3、立式圆柱形油罐罐壁开口补强原则是。
4、如果沿壁厚t为的立式油罐罐壁开一直径D为的人孔，需要补强的金属截面积是。
是指。
5、柔性系数ij6、立式油罐直径小于12.5米时，罐底宜采用的排版形式；而大于12.5米时，罐底宜采用的排版形式。
7、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为、、三大种油罐。
8、当立式油罐的容积超过时必须设计成变壁厚罐。
9、10万米3油罐的直径大约为米。
10、在材料和设计压力相同的条件下，曲管的壁厚比直管的壁厚。
11、拱顶罐的罐顶曲率半径为倍罐壁筒体直径。
12、当操作温度高于安装温度时，通过可以减小Π型补偿器内的热应力。
13、我国的标准风速是以一般平坦地区、离地面米高、30年一遇的分钟平均最大风速为依据的。
14、我国抗风圈一般设计在的位置上。
15、管路的跨度可根据条件和条件进行设计，根据条件确定的跨度在任何条件下都必须得到满足。
二、简述题1、回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义。
2、各种罐常采用哪些抗风措施？3、设计油罐时的最大和最小壁厚要求分别与哪些因素有关？4、分别说明拱顶罐的顶和罐壁的第一曲率半径和第二曲率半径。
5、简述无力矩假定的适用条件。
6、分别可采用哪些措施来提高拱顶罐和浮顶罐罐壁的稳定性，增强它们的抗风能力？7、浮顶的设计必须满足哪些要求？8、推导圆柱形油罐壁厚计算的定点法公式，并说明其使用范围。
9、简述回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义，并以拱顶油罐的罐壁和罐顶为例分别说明。
10、浮顶罐和拱顶罐可分别采用哪些抗风措施？试说明理由。
11、平面管道热应力的大小与哪些因素有关，它们的变化如何影响热应力的大小？三、计算题1、一拱顶罐的拱顶为4mm 厚钢板，无加强筋，它与壁连接采用的包边角钢的横截面积F=7.28cm 2，包边角钢许用应力[σ]=160MPa ，油罐操作正压力200mm 水柱，真空度50mm 水柱，顶板自重340 N/m 2，活载荷（包括雪载）为800 N/m 2，油罐拱顶半径和罐壁直径R =D =7700mm ，顶板边缘切线与水平线的夹角ο30=α，焊缝系数η =0.85，弹性模量E =2.1×1011Pa 。
管道及储罐强度设计复习题
1.荷载包括：永久荷载、可变荷载、偶然荷载。
P12.地下管道产生轴向应力的原因是温度变化和环向应力的泊松效应。
P83.固定支墩的设计主要是确定它的长宽高尺寸。
确定时主要从支墩的受力平衡、支墩不倾覆、支墩下面的土壤有足够的地耐压三个方面考虑。
P124.弯道使管道增大了柔性（也即弹性）或管系热胀的可能性。
P225.弯道之所以有较大的柔性，主要是由于在弯曲半径方向，管子截面上出现了扁率。
P226.三通的开孔补强设计方法采用等面积补强法。
P267.环向应力：由管道的内压产生，在有外压的情况下，管道外压也引起环向应力。
P288.轴向应力：内压、外压、热膨胀以及其他力和弯矩都可能产生轴向力。
P289.与地下管道一样，地上管道也是根据环向应力决定壁厚，再与轴向应力组合进行校核。
P4710.垂直载荷包括管道自重、保温结构重量、管内输送介质重量、管道附件重量。
P5111.通常管道的跨度可按管子的强度和刚度两个条件来确定。
P5512.常见的补偿方式是设置一些可伸缩的装置或弯曲管段。
常见的波纹式补偿器和填料函式补偿器。
弯曲管段的结构形式有L/Z/Π/Ω型补偿器、P7013.海水对海底管道线的作用力，包括垂直力（升力）和水平力两部分，其中水平力又有速度力（阻力）和惯性力两项。
P8914.将海底管道埋置于海底面以下，可以不再受波浪、潮流的直接作用，从而获得管道在海底的稳定性。
P9815.有时可确认利用锚杆将管道与岩盘基础锚固在一起，或是利用螺旋锚杆将管道与坚硬土基锚固在一起，用以保持管道在近岸区段海底面上的稳定性。
P10016.管道产生屈曲的原因，通常有外压作用下的弹性失稳、机械作用或管道本身缺陷造成的局部屈曲、弯曲屈曲和像“压杆”一样的纵向屈曲等。
P12117.在海洋管道敷设过程中，特别是深水管道，选定合理的δD(径厚比)是极为重要的，有时可以通过物理模型实验取得有关参数。
P13718.地震主要通过断层错动、土壤液化和地面振动影响管道。
长输管道设计思考题
长输管道设计思考题国家质量监督检验检疫总局中国特种设备检测研究中心长输管道设计思考题1、压力管道的分类及其相关定义。
公用管道的压力等级分类是？2、城镇燃气输配系统的构成。
3、就工业管道而言，按四种介质是如何分类的？4、输油输气管道油质与气质的要求有哪些，请简述之。
成品油主要是指C5及C5以上的液态烃，对吗？5、请简述天然气的有害危害杂质。
6、天然气的物理性质指标与工艺直接相关的是哪几个参量，为什么？天然气的技术指标有哪些，城市燃气要求的是几类天然气质？天然气加臭有哪些要求？7、人工燃气包括哪几种类型的燃气？其主要热值指标如何？ 8、液化石油气的组分是什么？热值如何？ 9、城镇燃气输配系统的构成的哪些？ 10、输油管道的线路部分有哪些？11、城镇燃气输配系统的构成有哪些？城镇燃气管道的构成有哪些？城镇燃气输配系统的主要部分是燃气管网，根据所采用的管网压力级制不同可分为哪几种？ 12、我国现在对输油输气管道工程设计分为几个阶段？勘察工作分为哪几个阶段，所对应的设计阶段是哪些？13、就输油管道而言，什么是等温输送？什么是加热输送？什么是旁接输送？什么是密闭输送？14、输油管道系统输送工艺设计有哪些内容？顺序输送适用于成品油与原油，对吗？成品油顺序输送管道，在输油站间不宜设置副管，对吗？ 15、请问液态液化石油气输送压力有哪些规定？16、管输气体的定义？输气管道工程是指什么？管道附件是指？弹性敷设是指？清管系统是指？水露点与烃露点的定义？ 17、输气管道工艺设计应确定的内容有哪些？ 18、输气站有关越站旁通与截断阀是如何规定的？19、输气管道的安全泄放有哪些规定？安全阀的定压应小于或等于受压设备和容器的设计压力，安全阀的定压（P0）应根据管道最大允许操作压力（P）确定，并应符合下列要求：①当P?1.8MPa时，P0?P?0.18MPa；②当1.8MPa?P?7.5MPa时，中国特种设备检测研究中心国家质量监督检验检疫总局中国特种设备检测研究中心P0?1.1P；③当P?7.5MPa时，p0?1.05P。
管道及储罐强度设计题目整合
管道及储罐强度设计题⽬整合管道及储罐强度设计（第⼆次）改动的地⽅:简答题第三题，计算题第⼀题，计算题第⼗⼀题名词解释1.⼯作压⼒在正常操作条件下，容器可能达到的最⾼压⼒2．材料强度是指载荷作⽤下材料抵抗永久变形和断裂的能⼒。
屈服点和抗拉强度是钢材常⽤的强度判据。
3．储罐的⼩呼吸罐内储液(油品)在没有收、发作业静⽌储存情况下，随着环境⽓温、压⼒在⼀天内昼夜周期变化，罐内⽓相温度、储液(油品)的蒸发速度、蒸⽓(油⽓)浓度和蒸⽓压⼒也随着变化，这种排出或通过呼吸阀储液蒸⽓(油⽓)和吸⼊空⽓的过程叫做储罐的⼩呼吸4.⾃限性局部屈服或⼩量塑性变形就可以使变形连续条件得到局部或全部的满⾜，塑性变形不再继续发展并以此缓解以致完全消除产⽣这种应⼒的原因。
5．⽆⼒矩理论(薄膜理论)假定壁厚与直径相⽐⼩得多，壳壁象薄膜⼀样，只能承受拉(压)应⼒弯曲内⼒的影响，⽽不能承受弯矩和弯曲应⼒，或者说，忽略这样计算得到的应⼒，称薄膜应⼒。
6．壳体中⾯壳体厚度中点构成的曲⾯，中⾯与壳体内外表⾯等距离。
7．安全系数考虑到材料性能、载荷条件、设计⽅法、加⼯制造和操作等⽅⾯的不确定因素⽽确定的质量保证系数。
8．容器最⼩壁厚由刚度条件确定，且不包括腐蚀裕量的最⼩必须厚度。
(1)对碳素钢、低合⾦钢制容器：(2)对⾼合⾦钢制容器：不⼩于2mm(3)对封头：9.⼀次应⼒⼀次应⼒:由于压⼒和其他机械荷载所引起与内⼒、内⼒矩平衡所产⽣的，法向或切向应⼒，随外⼒荷载的增加⽽增加。
10.储罐的⼩呼吸损耗罐内储液(油品)在没有收、发作业静⽌储存情况下，随着环境⽓温、压⼒在⼀天内昼夜周期变化，罐内⽓相温度、储液(油品)的蒸发速度、蒸⽓(油⽓)浓度和蒸⽓压⼒也随着变化，这种排出或通过呼吸阀储液蒸⽓(油⽓)和吸⼊空⽓的过程所造成的储液(油品)损耗称作储罐⼩呼吸损耗11耦联振动周期和波⾯晃动周期耦联振动周期：罐内液体和储罐结合在⼀起的第⼀振动周期。
波⾯晃动周期：罐内储液的晃动⼀次的时间12压⼒容器⼯艺设计⼯艺设计1.根据原始参数和⼯艺要求选择容器形式，要求能够完成⽣产任务、有较好的经济效益;2.通过⼯艺计算确定主要尺⼨。
油罐及管道强度设计
油罐及管道强度设计第一篇：油罐及管道强度设计三、简述题1、简述回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义，并以拱顶油罐的罐壁和罐顶为例分别说明。
2、油罐罐壁为什么有最大和最小壁厚的要求，它们各与哪些因素有关。
对于油罐上部的罐壁，由于考虑到安装和使用的稳定性要求，因而有最小厚度的要求。
油罐越大，所用钢板的最小厚度就越大。
由于施工现场难以对焊缝进行热处理，为了保证较厚的钢板的焊缝质量，许限制储罐的最大壁厚。
许用最大壁厚于材质、许用最低温度、焊接水平有关。
3、浮顶罐和拱顶罐可分别采用哪些抗风措施？试说明理由。
a.为了增加关闭的刚度，除在壁板上端设包边角钢外，在距壁板上缘1m处设抗风圈，拱顶罐不设抗风圈。
b.对于大型油罐，在抗风圈下面还要设一圈或数圈加强圈，以防止抗风圈下面的罐壁失稳.7.简述定点法和变点法设计油罐壁厚的优缺点及使用范围定点法，适用于中小容量储罐，优点：计算简单方便。
变点法:考虑到关闭相邻圈板之间的相互影响，确定各圈板环向应力最大处的位置，按该位置的环向薄膜应力计算各圈板的壁厚，优点：更符合罐壁应力的实际情况，用它计算大容量储罐时，可减小某些圈的壁厚和罐壁总用钢量，并在最大板厚限度范围内有可能建更大直径的储罐，更安全。
4、平面管道热应力的大小与哪些因素有关？5、浮顶的设计必须满足哪些要求？a对于单盘式浮顶，设计时应当做到单盘板和任意两个相邻的舱室同事破裂时浮顶不沉，对于双盘式浮顶，设计时应做到任意两个舱室同时破裂时浮顶不沉没。
b.在整个罐顶面积上有250mm降雨量的水积存在单盘上时浮顶不沉没。
c.在正常操作条件下，半盘与储液之间不存在油气空间。
d.在以上各种条件下，浮顶能保持结构的完整性，不产生强度或失稳性破坏。
6、分别比较气压作用下曲管内外侧轴向应力和内外侧环向应力的大小。
7、试比较油罐罐壁厚度计算的两种方法。
第二篇：管道与储罐强度课程大作业管道与储罐强度课程大作业• 国内外管道与储罐事故调研及发生原因分析。
化工原理实验思考题参考答案2017
实验一：流体流动形态的观察与测定1、影响流体流动型态的因素有哪些？主要有流体的物理性质如密度、粘度、流速和流体的温度，管子的直径、形状和粗糙度等。
2、如果管子不是透明的，不能直接观察来判断管中的流体流动型态，你认为可以用什么办法来判断？可通过测试流体的流量求出其平均流速，然后求出Re，根据 Re 的大小范围来判断。
3、有人说可以只用流速来判断管中流体流动型态，流速低于某一具体数值时是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否？在什么条件下可以由流速的数值来判断流动型态？这种看法不确切，因为只有管子的尺寸和流体的基本形状确定不变的情况下，此时 Re 的大小只与流速有关，可以直接采用流速来判断。
实验二柏努利方程实验1、关闭阀 A，各测压管旋转时，液位高度有无变化？这一现象说明什么？这一高度的物理意义又是什么？关闭阀 A，各测压管旋转时，液位高度无变化；液位高度代表各测压点的总能量，即位压头、静压头之和，这一现象说明，流速为0，各点总能量不变，守恒.2、点 4 的静压头为什么比点 3 大？点 3 的位置较点 4 高一些，即H3位>H4位 , 两点的总压头相等, H 3静 <H4静3、在测压孔正对水流方向时，各测压管的液位高度的物理意义是什么？流体流动时的总压头=静压头＋动压头＋位压头4、为什么对同一点H> H？为什么距离水槽越远，（H－H）的差值越大？这一差值的物理意义是什么？H 代表阀门关闭时（ u=0 ）时的液位高度，即为该测压点的总压头，为高位槽的高度H0（基准面的总压头）， H’为阀门打开时（ u>0 ）时测压孔正对水流方向的液位高度，H‘=静压头＋动压头＋位压头，由于流体的流动产生一定的阻力损失H f，造成总压头的降低，因此H>H’。
H-H ’=H f，即为损失压头，阻力损失与管子的长度成正比，因此距离水槽越远，（ H－H）的差值越大。
5、测压孔正对水流方向，开大阀 A 流速增大，动压头增大，为什么测压管的液位反而下降？测压孔正对水流方向， H”=静压头＋动压头＋位压头=H0-H f，开大阀 A 流速增大，动压头增加，由于H f与流速的平方成正比，流速增加，H f增加，即部分静压头转化为阻力损失，H0（基准面的总压头）不变时，测压点总压头减少，测压管的液位反而下降.6、将测压孔由正对水流方向转至与水流方向垂直，为什么各测压管液位下降？下降的液位代表什么压头？1、 3 两点及 2、 3 两点下降的液位是否相等？这一现象说明什么？测压孔正对水流方向， H”=静压头＋动压头＋位压头；将测压孔与水流方向垂直，H”’ =静压头＋位压头 ,测压管液位下降。
油罐与管道强度试题库
9. 为什么储罐壁板有最大厚度的限制：
10. 简述规范设计及其优缺点
11. 简述薄膜应力理论的适用条件
12. 为什么在压力容器设计中要考虑最小壁厚？
13. 油罐抗震加固措施有哪些？
14. 油罐基础的设计与施工必须满足以下基本要求
15. 改善地基承载力的方法有哪些？
16. 油罐罐底结构主要包括哪几个方面？其中边缘板设计又应注意哪几个方面？为什么对边
5．浮顶油罐的单盘由钢板搭接而成，排板的形式有条形和人字形两种，条形排版比人形排版 更容易错开焊缝。 6.高度危害（Ⅱ级） ：最高容许浓度 0.1～＜1.0 mg/m3 。 7．高压(H)容器 10 MPa＜p≤100 MPa。 （ × ） （√） （×）
（√） 8． 中压反应容器 （仅限易燃或毒性程度为中度危害介质， 且PV乘积大于等于 0.5MPa•m3） 9．油罐内径小于 12.5m 时，条形摊板方式；内径大于 12.5m 时，采用周边为弓形边缘板的排 板方式 。 （√）
地震影响系数最大值
设防烈度 设防地震基本加速度 amax 0.1g 0.23 7 0.15g 0.345
a max
8 0.2g 0.45 0.3g 0.675 9 0.4g 0.9
特征周期
设计组 第一组 第二组 第三组
Tg
(s)
Ⅲ 0.45 0.55 0.65 Ⅳ 0.65 0.75 0.9
场地条件 Ⅰ 0.25 0.30 0.35 Ⅱ 0.35 0.40 0.45
amax
Tg T
0.05amax Tg
0.9
α max
0.45amax
3.5Tg T2
3.5s
储罐与管道强度设计
1、载荷的分类。
1）.永久荷载2)。
可变荷载3）。
偶然荷载2、厚壁管道和薄壁管道的选择。
(如果D/〈20则按厚壁管考虑,油气管道多用薄壁管道考虑。
）3、管道许用应力的计算。
=K(K、强度设计系数。
、焊缝系数钢管的最低屈服强度。
）4、地下管道产生轴向应力的原因：1）温度变化2）环向应力的泊松效应。
5、支墩受力平衡的校核条件：T K P（K安全系数P管道作用在支墩上的推力T支墩受到的土壤阻力)6、当时弯管在内压作用下环向应力最小，当时弯管在内压作用下环向应力的最大。
在弯曲的外缘为轴向拉应力，而在弯曲的内缘为轴向压应力。
7、什么是简单管道弯曲，弹性管道弯曲的最小半径：指埋在土壤中的管道相对于土壤既不能做轴向移动也不能做横向移动.=8、弯管和直管的应力有什么区别壁厚有什么区别：1）弯管应力分布式不均匀的，最大应力一般高于直管的最大应力。
2）弯管和直管一样，内环向应力的决定壁厚再用轴向应力校核.9、管道的跨度计算,何种情况用刚度计算，何种情况用强度计算：对于输油和输气管道用强度条件决定跨度即可，对于蒸汽管道和其他对挠度有特殊限制要求的管道，应同时按强度条件和刚度条件计算跨度选数值较小者。
10、应力增强系数：指弯管在弯矩作用下的最大弯曲应力和直管受同样弯矩是的最大弯曲应力的比之。
11、埋地管道在地下所处的位置：一般情况下管顶覆土厚度1~1。
2m,热油管道深取1.2m穿越铁路和公路时管顶距铁轨底不小于1。
3m,距公路不小于1m。
12、固定支墩的的作用：可视为把过渡段缩减至零的措施，作用是限制管道的热伸长量。
13：管道补强的规定1:在主管上直接开孔焊接支管：当支管外径小于0。
5倍主管外径时，可采用补强圈进行局部补强，也可增加主管和支管壁厚进行整体补强。
2：当相邻两支管中心线的间距小于两支管开孔直径之和，但大于或等于两支管直径之和的三分之二时，应进行联合补强或增大主管管壁厚度.当进行联合补强时，支管中心线之间的补强面积不得小于两开孔所需总补强面积的二分之一.当相邻两支管中心线的间距小于两支管直径之和的三分之二时，不得开孔。
管强计算题答案
题1、 426×6管道，管材16Mn ，设计压力6.27MPa ，试求下列情况下的管道强度：（1）温度变化55℃；（2）曲率半径1000D 的弯曲段（分两种情况：不考虑和考虑温度变化）。
（1）已知：管径D =0.426m ，壁厚δ = 0.006m ， 规定最低屈服强度=295sMPa σ设计压力P = 6.27MPa ，温度变化Δt = 55˚C ，输油管道设计系数F = 0.72。
环向应力PD222.58MPa F 212.4s 2MPa h σ==>σ=δ轴向应力PD71.83a 2t MPa σ=ν-Eα∆=-δ上式中：管材泊松系数ν= 0.3，弹性模量E = 210GPa ，管材热膨胀系数α = 1.2×10-5。
Pa 0.9265.5MPa eqh a sσ=σ-σ=294.41M ≥σ= 故管道强度不符合校核条件。
（2）弯曲管段的轴向应力1052ED MPa aRσ=±=±规范：埋地管道的弹性敷设管段，在轴向应力中应计入轴向弯曲产生的应力。
当取压应力时为最不利情况，按最大剪应力屈服条件校核。
222.6(105)327.60.9265.5eq h a MPa MPa sσσσσ=-=--=>=弯曲管段不满足强度条件。
P183（例7-1）：100000m3油罐，直径D ＝85.0m ，罐高H ＝19.2m ，每层板高度h=2.4m ，罐材料的许用应力[σ]=208MPa ，焊缝系数φ＝1.0，储液相对密度ρ＝1.0。
试分别按中国、日本和英国标准用定点法计算下三圈壁板厚度，并与美国变点法计算结果进行比较。
解：中国SH3046标准：()[]120.00490.3tH DC C ρδσφ-=++[]22208138.6733s MPa σσ==⨯=C1=C2=0mm底下第一层壁板厚度：()[]()1230.00490.30.0049101019.20.38537.85208 1.0tH DC C mmρδσφ-=++⨯⨯⨯-⨯==⨯.底下第二层壁板厚度：19.2 2.416.8H m =-=()[]()1230.00490.30.0049101016.80.38533.64208 1.0t H DC C mmρδσφ-=++⨯⨯⨯-⨯==⨯.底下第三层壁板厚度：16.8 2.414.4H m =-=()[]()1230.00490.30.0049101014.40.38528.23208 1.0t H DC C mmρδσφ-=++⨯⨯⨯-⨯==⨯.日本JIS B8501标准：()0.30.2m D H C f ρδφ-=+底下第一层壁板厚度：208,0.85,0m f MPa C mm φ===()()0.30.28519.20.3145.430.22080.85m D H Cf mmρδφ-=+⨯-⨯==⨯⨯底下第二层壁板厚度：19.2 2.416.8H m =-= 1.0φ= ()()0.30.28516.80.3139.660.22081m D H Cf mmρδφ-=+⨯-⨯==⨯⨯底下第三层壁板厚度：16.8 2.414.4H m =-= 1.0φ= ()()0.30.28514.40.3133.890.22081m D H Cf mmρδφ-=+⨯-⨯==⨯⨯英国BS2654标准：()980.320DH p C Sδρ=-++⎡⎤⎣⎦ 208,0,0S MPa p C mm =≈=底下第一层壁板厚度：()()980.3208598119.20.337.8520208DH p C Smm δρ=-++⎡⎤⎣⎦=⨯⨯⨯-=⎡⎤⎣⎦⨯底下第二层壁板厚度：19.2 2.416.8H m =-=()()980.3208598116.80.333.0420208DH p C Smm δρ=-++⎡⎤⎣⎦=⨯⨯⨯-=⎡⎤⎣⎦⨯底下第三层壁板厚度：16.8 2.414.4H m =-=()()980.3208598114.40.328.2320208DH p C S mm δρ=-++⎡⎤⎣⎦=⨯⨯⨯-=⎡⎤⎣⎦⨯某5万m3单盘式外浮顶油罐的基本设计数据为：油罐内径D ＝60.0m ，浮船外径D1＝59.5m ，浮船内径D2＝53.5m ，浮舱底板倾角α＝0.015rad ，单盘钢板厚度δ＝6mm 。
油罐及管道强度设计第4章PPT学习教案
5、油罐基础液化、滑坡等造成 油罐局部或整体下沉。
6、与油罐相连接的管线或其他 设备由于地震时有相对位移而造 成破坏。
到目前为止，对第一种破坏形式 研究得较多，当前的设计规范也 多针对这种破第3坏6页/共形61页式做出规定。
4.4.3 抗震计算 我国《石油化工钢制设备抗震设 计规范》
1.地震荷载的计算 连T(11振)自7.动74震3基周1本0期5自e计H振DW算周0.7期储14为罐7 HD的W 罐D 液D3藕
tmin 10 mm； D 60 m
H E He
各圈的He值，列表如下：
第25页/共61页
层次 1 2 3 4 5 6 7 8 9
h，m
1 2 2 2 2 2 2 2 2
t， mm
10 10 10 12 14 16 18 20 23
第26页/共61页
He, m 1 2 2
1.268 0.862 0.618 0.460 0.354 0.249
内浮顶储罐的设计外压
P K2 K zW0
第12页/共61页
4.2 抗风圈的设计和计算
抗风圈设置在油罐的顶部，通常 位于包边角钢以下1m位置。
抗风圈的外形可以是圆的，也可 以是多边形的。
抗风圈是由钢板和型钢拼装成的 组合断面结构。
第13页/共61页
抗风圈的刚度由截面系数确定。
抗风圈与罐壁连接处上下各16倍壁板厚度可以认为 能与抗风圈同时工作，因而可以计算在抗风圈截面 内。
P / 3 Pcr P / 2
所以需设2个加强圈。
第27页/共61页
第一个加强圈：在当量筒体上
距抗风圈HE/3处； HE/3=8.811/3=2.937m，因位 于tmin处，故无需折算。
管道与储罐强度-1地下管道
第1章地下管道•干线（长输）管道中98%是地下；•管道地下敷设的好处–施工简单、占地面积小，节省投资，容易受到保护，不影响交通和农业耕作•管道过沼泽、高地下水位和重盐碱土地区时，经技术经济比较后，可采用土堤敷设。
1-1 荷载和作用力•荷载是管道及其附件强度设计的依据。
•实际中存在多种载荷，各具不同特征，造成的材料破坏形式和机理也存在差异。
•荷载分类：–永久荷载–可变荷载–偶然荷载•设计时组合。
永久荷载（恒荷载）•输送介质的内压力；•钢管及其附件、绝缘层、保温层、结构附件等的自重；•输送介质的重量；•横向和竖向的土压力；•静水压力和水浮力；•温度应力以及静止流体由于受热膨胀而增加的力；•由于连接构件相对位移而产生的作用力。
可变荷载（活荷载）•试运行时的水重量；•附在管道上的冰雪荷载；•由于内部高落差或风、波浪、水流等外部因素产生的冲击力；•车辆荷载及行人；•清管荷载；•检修荷载。
偶然荷载•位于地震基本烈度七度及七度以上地区的管道，由地震引起的活动断层位移、沙土液化、地基滑坡施加在管道上的力；•由于振动和共振所引起的应力；•冻土或膨胀土中的膨胀压力；•沙漠中沙丘移动的影响；•地基沉降附加在管道的荷载。
1-2 环向应力•内压是影响管道强度的最主要荷载；•内压产生环向应力和轴向应力；•由环向应力（内压）确定壁厚。
ppD Dσσ环向应力hpDσδ⋅=2δσ2pDh=Barlow公式轴向应力精确解：δδππσ442pD D D p A F a ==≅=()222224d D pd d D F a -=-=πσ近似解Faσp例1-1：管道外径273mm，壁厚9mm，内压10Mpa，分别按精确值和薄壁近似公式计算管道的轴向应力和管道横截面的截面系数，并比较两种计算方法的差别。
解：已知：mmD 273=mm9=δmm d 255=MPap 10=轴向应力精确值：MPa d D pd 4.6825527325510=-⨯=-=σ近似值（薄壁）：1027375.3449pD MPa s d ´===´两者的相对误差为10.8％。
油罐及管道强度设计复习题个人资料
油罐及管道强度设计复习题个人资料《油罐及管道强度设计》综合复习资料一、选择，将选择项画“√”。
、立式油罐罐壁筒体的抗弯刚度与它的有关。
、立式油罐罐壁最大环向应力的位置是在。
、使用一个加强圈以后罐壁可以承受的风压力是P，如果不使用加强圈，则它能承受的风压力应。
、罐底边缘板厚度与有关。
、两端固定的直管段的热应力要比同样条件下非直线布置的管段的热应力。
、当拱顶罐呼吸阀中真空阀开启进气时，包边角钢内承受。
、罐壁下节点处的M0与0呈关系，而罐底下节点处的M0与0呈关系。
、对管道热应力进行判断的经验公式如果得到满足，则管道。
、对于容积超过20XXm3的油罐，其直径与高度的比值随容积的增大而。
、罐底中幅板厚度与有关。
、一般埋地管线敷设在。
、下列措施可增强拱顶罐的抗风能力。
、平面管道热应力计算时，弹性中心法求出的弹性力的作用点在。
、门型补偿器可采用的办法来提高其补偿能力。
、两端固定的直管段的热应力要比同样条件下非直线布置的管段的热应力。
1二、填空题1、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为、、三大种油罐。
2、为满足强度要求，罐壁下节点处的轴向应力与其材料屈服极限s的关系为。
2、我国在设计油罐时，一般根据原则来计算其直径和高度。
一般说来，等壁厚油罐的公称容积不超过米3。
3、如果在壁厚为t的罐壁上开一直径为D的人孔，需用截面积为的金属来进行补强。
当罐壁开孔接管的直径不超过时，可不进行补强。
5、根据原则，拱顶油罐的罐顶曲率半径约为倍罐壁筒体直径。
6、我国将抗风圈一般设计在的位置上。
某地区的瞬时风速为60m/s，则在该地区建10,000m3浮顶罐时，所用抗风圈的最小截面系数为cm3。
一般说来，抗风圈与罐壁连接处上下各倍壁板厚度能与抗风圈同时工作。
7、设计浮顶罐时，浮船外径比油罐内径小毫米。
8、一般说来，管道的弹性截面系数W与其塑性截面系数W,的关系为，通常采用截面系数来进行管路跨度设计，使其满足强度要求。
9、直角弯管的柔性要比相同直径相同壁厚曲管的柔性。
管道强度与储罐设计复习提纲
1、立式圆柱型储罐:拱顶、内浮顶、外浮顶。
单盘式浮顶，适用于大容量油罐，省钢材。
双盘式浮顶，适用于小、特大型油罐，刚度大，隔热好，排水顺畅。
内浮顶优点：有效防止风沙雨雪，减少蒸发损耗；缺点：钢板耗量大，施工要求高，维修不便，不宜大型化。
球型储罐：适用于高压气体。
低压气柜：低压气体。
2、金属油罐大型化优势：节省材料、节约投资、占地面积小、节省配件和罐区管网、便于操作管理。
3、无力矩理论：N φR 1+N θR 2=−q z 2πrN φsinφ−2πr 0N φ0sinφ0+∫2πR 1R 2φφ0sinφ(q x sinφ+q z cosφ)dφ=04、立式圆柱形储罐壁厚设计：设计温度不高于90，大于最低月平均温度加13；设计压力：负压不大于0.25kpa ，正压不超过罐顶及附件总量一般为2kpa ；设计荷载；厚度附加量：C A =C 1+C 2 C1为腐蚀余量，C2钢材允许的负偏差。
5、罐壁排版与连接：纵向焊缝和环向焊缝定点法 设计厚度试水厚度设计温度下许用应力，常温许用应力焊接头系数=0.9变点法：须满足 （t 为底圈板有效厚度不包括附加量）6、储罐高度和直径设计：当等壁厚储罐用钢量最小时，罐顶底用钢量之和是管壁用钢量一半。
最省材料的壁厚计算式：7、开孔补强：等面积补强方法：相同材质的钢板做补强板，补强板的有效补强面积不小于孔口的截面积。
有效补强面积范围：沿罐壁竖向，开孔中心线上下各一倍开孔直径；沿管轴向方向，壁表面内外两侧各四倍管壁厚度。
包括：管壁富于壁厚提供的面积；补强板面积；接管富于提供面积；焊接金属面积。
接管直径小于50mm 可不进行补强 8、抗风圈设计：包边角钢下1m 为顶部抗风圈。
浮顶罐设计外压中间抗风圈数量 抗风圈与管壁环焊缝不小于150mm.阶梯型变截面罐H---等壁厚罐HE 9、立式圆柱形储罐罐底设计。
排版：直径<12.5m 不设环形边缘板，>相反。
罐底边缘板伸出罐底长度C(50-100mm)。
08立式油罐固定顶的设计——【管道与设计储罐强度】
P
0.1E
m
R
2
e m
1/ 2
e 球壳顶板的有效厚度 m 带肋球壳的折算厚度
‹# ›
带肋球壳的稳定性验算： P0<[P] P0——设计内压 [P]——许用外压
‹# ›
罐顶失稳破坏实例
例1 （《油气储运》1999年第3期）青岛石油化工厂507号 油罐为5000m3立式圆柱形拱顶钢油罐。罐顶各设一个DN250机 械呼吸阀和液压安全阀，下方均设有波纹型不锈钢丝阻火器； 顶板厚度6mm，顶板和肋板材质均为Q235-AF。此罐原设计储
存柴油，罐壁未作保本温处节理，内于容199结2年束11月投产。由于生产需
要，临时调用储存蜡油。1994年7月29日发生了罐顶凹陷事故 ，面积超过60m2，下陷最深处达50cm，罐顶部分焊缝被拉伤 ，罐壁上部几处略有凹陷。
原因分析：蜡油储存温度为65℃～75℃，由于油罐未作保温 处理，需要长时间加温，油气上升时，温降梯度太大，石蜡 油油气凝结于阻火器钢丝网上，使油罐呼吸通道堵塞。后来 的大流量付油，致使负压超限。当拱顶受到的外荷载超过许 用临界荷载时，拱顶失稳在所难免。
第四节 球壳的设计
拱顶顶板厚度与罐的大小有关。1000m3或更小的储罐，可采 用光球壳（不加肋），较大的储罐采用加肋拱顶（带肋球壳） 较为经济。
• 我国近几年所设计的拱顶罐， • 2000m3或更小的罐，取球壳厚度4.5mm, • 3000m3取球壳厚度5mm, • 5000m3取球壳厚度6mm, • 10000m3取球壳厚度8mm。
光球壳顶板设计厚度（SH3046-1992）
1
R
10P0 Et
2
顶板设本计节厚内度容，m结束
R 顶板曲率半径，m
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管道与储罐强度（思考题）
第一章引言
1、解释“强度”一词的含义。
2、怎样理解应变，正应变、剪应变的含义？
3、试举出几个管材机械性能参数的例子。
4、管壁中的一点的应力状态？
5、怎样进行管道的强度设计。
第二章应力与柔性
6、管道的载荷形式。
7、怎样推导薄壁管道的环向应力公式？
8、管道的环向应力计算公式有哪两种，适用条件，常用的是那种，写出其表达式。
9、力和力矩产生的应力的公式。
10、理想锚固管道的热应力？热应力的影响因素。
11、什么是持续应力和自限性应力？它们各自的特征。
12、怎样确定热膨胀应力的允许变化范围。
13、怎样利用导向悬臂梁公式计算平面管系的应力。
14、什么是弯管的特征，弯管的内压应力分布规律如何？
15、弯管为什么会椭圆化，椭圆化的影响。
弯管的柔性系数、特征系数和应力增强系数如何？
16、管件处的力矩怎样分解？怎样确定管件的弯曲应力以及合成应力？
第三章线路管道
17、土壤的颗粒组成？
18、什么是土壤的内摩擦角？
19、怎样认识土壤对管道的阻力？
20、为什么输气管道划分地区等级，怎样划分？
21、为什么取设计系数，怎样选取输油、输气管道的设计系数?
22、什么是管道的规定最低屈服强度，举出几种强度级别管道钢的规定最低屈服极限，并说明其国际单位
制和英制的数值换算关系。
23、管道产生轴向应力或变形的原因是什么？什么是埋地管道的过渡段？怎样确定过渡段的长度?
24、埋地管道中的固定支墩的作用是什么？从哪几个方面进行固定支墩的设计计算？
25、怎样计算管道对固定支墩的推力？为什么需要对管道作用在固定墩上的推力进行折减。
26、管道中弯曲应力与弯曲曲率的关系怎样？
27、怎样计算管道下沉段的弯曲应力？
28、分析管道中一点的应力状态，说明每个应力分量产生的原因。
29、怎样进行管道组合应力校核？
30、埋地管道产生轴向屈曲的主要原因是什么？
31、陆上埋地管道的稳定性验算时的安全系数一般取多少?
32、什么极限状态的定义？
33、什么是失效概率的定义？在干涉理论中怎样计算可靠性指标？
34、什么是分项安全系数？举例说明典型的分项安全系数设计方程。
第四章穿跨越
35、举出几类常见的穿越、跨越方式。
36、举例说明永久载荷、可变载荷、偶然载荷。
37、什么是主要组合、附加组合和特殊组合，每种组合下的许用应力提高系数是多少？
38、什么是挖沟法穿越?挖沟法穿越管道的埋深要求是什么？
39、什么是定向钻穿越？定向钻穿越管道回拖时的外压稳定性怎样校核？
40、为什么说公路车辆载荷是一种长期随机重复载荷？
41、公路穿越管道的应力怎样计算？要进行哪些应力校核?
42、悬索桥的力学特征是什么？它的主要结构组成如何？主要参数是哪些？
第五章站场管道
43、管道的支承形式？
44、根据对管道的约束作用，支座分为哪些形式？
45、确定管道跨距的强度条件有哪些？刚度条件有哪些？怎样根据它们确定跨距。
46、管道系统的基频一般应大于多少？
47、支座摩擦力的影响如何?
48、管道三通的结构与特征?怎样进行开孔补强。
49、作用在旋转机械上的管道力合成时的矩心选在哪里？对管口力有哪些要求？
50、作用在管道上的载荷有哪些？举例说明。
第六章海底管道
51、在海底管道中，为什么说环境载荷是管道上的主要载荷？
52、基本的波浪参数有哪些？
53、海水对管道的动水作用力有哪些？怎样计算？
54、分析作用在裸置于海底的管道上的作用力，画出其受力简图。
55、什么是海底管道的稳定性？
56、保持海底管道稳定性的基本措施有哪些？
57、怎样选取动水作用力系数？
58、简述管道在海水中的屈曲及屈曲传播现象？
59、什么是屈曲起始压力？什么是屈曲传播压力？它们之间的关系如何？
60、海底管道的止屈措施有哪些。
第七章
61、油罐的分类，各类立式油罐的结构特点。
62、对油罐的基本要求有哪些？
63、油罐罐壁厚度设计需要考虑的因素，代表性罐壁设计标准及其设计公式。
64、油罐罐壁厚度变点法设计的基本原理。
65、油罐罐壁的风载荷分布。
66、什么是标准风速？
67、设计风压需要考虑的因素？
68、抗风圈的结构、位置及设计方法。
69、加强圈的设置位置设计。
70、浮顶的基本结构？举例说明主要组件。
71、浮顶的设计原则有哪些？。