管道设计之管道应力分析

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石油化工设计中管道的应力分析

石油化工设计中管道的应力分析

石油化工设计中管道的应力分析在石油化工设备和管道设计中,管道的应力分析是至关重要的一部分。

管道在输送化工产品、原油和天然气等流体过程中承受着巨大的压力和温度变化,因此对管道的应力进行准确的分析和评估是确保设备安全稳定运行的关键。

本文将就石油化工设计中管道的应力分析进行探讨,包括管道的应力来源、应力分析的方法以及如何通过应力分析来优化管道设计。

一、管道应力的来源管道在石油化工生产和运输中承受着各种不同类型的应力,主要包括以下几种:1. 内压力应力:当管道内输送流体时,流体对管道内壁产生压力,这种压力会导致管道内壁产生拉伸应力。

根据管道内部流体的压力大小和管道壁厚度,可以通过公式计算出内压力应力。

2. 外压力应力:当管道埋设在地下或者受到外部负荷作用时,管道外表面会受到外部压力的影响,产生外压力应力。

外压力应力的大小取决于埋深以及地下土壤或其他外部负荷的性质。

3. 温度应力:在石油化工生产中,管道内流体的温度会经常发生变化,管道壁由于温度变化而产生热应力。

当温度升高时,管道会受到膨胀,产生热膨胀应力;当温度降低时,管道会受到收缩,产生热收缩应力。

4. 惯性应力:当管道受到流体在流动中带来的冲击或者振动负荷时,管道会受到惯性应力的作用。

这种应力通常在管道系统启停或者调节流量时发生。

以上几种应力来源综合作用于管道中,会使得管道处于复杂的受力状态,因此需要进行系统的应力分析来保证管道的安全可靠运行。

二、管道应力分析的方法1. 弹性理论分析法:弹性理论分析法是管道应力分析常用的一种方法。

它基于弹性力学理论,通过有限元分析或者解析力学方法,对管道受力、应力分布和应力集中进行计算和分析。

这种方法可以较为准确地预测管道在各种受力情况下的应力状态,但需要复杂的数学计算和较高的专业知识。

2. 经验公式法:经验公式法是一种简化的应力分析方法,常用于一些简单的管道系统。

通过经验公式计算内压力应力、外压力应力和温度应力,并考虑到管道的材料性能和工作条件,可以得到初步的应力估计。

管道应力分析

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。

管道应力分析及计算全

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

管道设计中的应力分析和处理技巧

管道设计中的应力分析和处理技巧

管道设计中的应力分析和处理技巧刘进辉摘要从管道应力产生的原理和处理方法出发,明确的阐述了应力处理的原则。

分步叙述了管道的补偿、管道柔性分析方法的选择,图解简化计算、判断式、计算机分析中的一些技巧和方法。

主题词应力补偿管道上的应力一般分为一次应力、二次应力和峰值应力。

一次应力是指由管道所受外力荷载引起的正应力和剪应力。

二次应力是由于管道变形受约束所产生的正应力和剪应力。

峰值应力是管件的局部结构不连续,有应力集中,或有局部热应力,附加到一次应力和二次应力的总合。

一次应力和峰值应力在确定的管道和管道环境中是不会变化的,这里我想主要谈谈管道的二次应力。

由定义可知,二次应力是由于管道变形受阻而产生的,它不直接与外力相平衡,而是由管道各部分变形来适应的。

在热胀推力的作用下,管道局部屈服而产生少量塑性变形时,就会使推力不在增加,塑性变形不在发展,即有自限性。

对于塑性良好的材料,一次伸缩即使产生较大的变形也不会破坏。

只有塑性变形在多次交变的情况下,才会引起管道的疲劳破坏。

当热力管道启动时,热力由内壁向外壁传递,内外壁管道有温差,管道温度不均匀,而产生温度应力,一般计算中不考虑。

不同材料的管道和管件焊接时,由于膨胀系数和弹性模量不同,当温度升高时,相连处存在热应力。

此应力也属二次应力。

一、管道的补偿在诸多因素中,温度的变化对管道应力的影响最大,而温度升高,又会降低管道的许用应力,只有当管道在工作状态下的应力小于许用应力,管道才是安全的。

那么我们怎样才能解决管道由于各种界环境变化而形变带来的二次应力呢?简单的说就是“膨胀多少,补偿多少”!。

管道在热胀或冷紧时不受阻,或在安全应力内受阻是我们补偿的最终目的。

首先我们来明确几个重要参数:右图是一“L”型管道,A、B分别为管道的两个固定点,L1+L2=L是管道的长度,U是两个固定点间的距离,Δ是管道的膨胀量。

这里需要对Δ详细说明一下,它是管道的线性膨胀量和管道位移的矢量加和。

管道设计中关于管道应力的分析与考虑

管道设计中关于管道应力的分析与考虑

管道设计中关于管道应力的分析与考虑摘要:管道应力分析应该保证在设计的条件下有足够的柔性,为的是防止管道因为过度膨胀冷缩、管道自振或者是端点附加位移造成应力问题,在管道设计的时候,一部分管道要求必须进行管道应力分析和相关计算,同时还有一部分管道是不需要进行应力分析的,这种的管道分为两个部分,一种是根据实际的经验或者是已经成功的工程案例,在管道的设计中加上相应的弯管、膨胀节等环节来避免,所以就不需要进行管道应力分析,另一种就是管道的管径比较小,管道比较短,常温常压,不连接设备或者是不会产生振动,所以就不需要进行应力分析,文章就对管道的应力分析进行了详细的介绍说明。

关键词:管道设计应力分析柔性标准一、管道应力分析的主要内容管道应力分析主要分为两个部分,动力分析和静力分析:1、管道应力分析中的动力分析动力分析主要包括了六个方面,第一是管道自振频率的分析,为的是有效的防止管道系统的共振现象;第二是管道强迫振动相应的分析,目的是能够有效的控制管道的振动和应力;第三是往复压缩机(泵)气(液)柱的频率分析,通过对压缩机(泵)气(液)柱的频率的相关分析有效的防止气(液)柱的共振现象发生;第四是往复压缩机(泵)压力脉动的分析,起到控制压力脉动值的作用;第五是冲击荷载作用下的管道应力分析,可以防止管道振动和应力过大;第六是管道地震分析,为防止管道地震应力过大。

2、管道应力分析中的静力分析静力分析包括了六个方面的内容:第一是压力荷载以及持续荷载作用下的一次应力计算,为的是有效的防止塑性变形的破坏;第二是管道热胀冷缩和端点附加位移产生的位移荷载作用下的二次应力计算,通过二次应力分析计算防止疲劳破坏;第三是管道对设备产生的作用力的相应计算,能够防止作用力太大,有效的保证设备的正常运行;第四是对于管道的支吊架的受力分析计算,能够为支吊架的设计提供充足的依据;第五是为了有效的防止法兰的泄漏而对管道法兰进行的受力分析;第六是管系位移计算,防止管道碰撞和支吊点位移过大2、管道应力分析的目的对管道进行应力分析为的就是能够使管道以及管件内的应力不超过许可使用的管道应力值;为了能够使和管道系统相连接的设备的管道荷载保持在制造商或者是国际规定的许可使用范围内;保证和管道系统相连接的设备的管口局部管道应力在ASME Vlll允许的范围内;为了计算管道系统中支架以及约束的设计荷载;为了进行操作的工况碰撞检查而进行确定管道的位移;为了能够尽最大可能的优化管道系统的设计。

石油化工设计中管道的应力分析

石油化工设计中管道的应力分析

石油化工设计中管道的应力分析管道系统是石油化工设备中不可或缺的部分,其承载着输送介质和承受压力的重要任务。

在设计管道系统时,必须对其进行应力分析,以确保其安全稳定地运行。

本文将深入探讨石油化工设计中管道的应力分析,包括管道应力的来源、计算方法以及在设计中的应用。

管道应力的来源管道系统承受多种应力作用,主要包括内压力、外载荷、温度变化和地震等因素。

首先是内压力,即输送介质所施加的压力。

这种应力是管道系统中最主要的应力来源,其大小与介质的性质、流量、工作温度和管道尺寸等因素有关。

其次是外载荷,如管道上的悬挂支架、施工载荷等,也会对管道造成影响。

温度变化也是管道应力的重要来源,因为温度变化会引起管道的膨胀或收缩,从而产生应力。

地震等外部环境因素也会对管道系统造成应力影响。

计算管道应力的方法主要包括静力学方法和有限元分析方法。

在静力学方法中,常用的计算公式有Barlow公式、Lame's公式和Tresca's公式等。

这些公式可以通过管道的几何参数、介质的性质和工作条件等参数来计算得到。

而有限元分析方法则是通过数值模拟的方法,将整个管道系统划分为有限个单元,然后利用有限元软件对其进行力学分析,得出管道的应力分布和变形情况。

在进行管道应力计算时,需要考虑多种因素,如管道的材料、受力条件、支架布置等。

特别是对于石油化工设备中使用的高压管道系统来说,其设计要求更加严格,对管道应力的计算也更加复杂。

还需要考虑管道的疲劳寿命和安全系数等因素,以确保管道系统的安全可靠运行。

管道应力分析在设计中的应用管道应力分析在石油化工设备的设计中起着至关重要的作用。

通过合理的应力分析可以确定管道的尺寸和壁厚,以满足输送介质和承受压力的要求。

在设计中,需要根据管道的受力情况和使用条件,选择合适的材料和管道结构,以确保其安全可靠地运行。

管道应力分析还可以指导管道的支架布置和管道间的连接设计,避免管道出现挠曲、屈服或疲劳断裂等问题。

石油化工设计中管道的应力分析

石油化工设计中管道的应力分析

石油化工设计中管道的应力分析
在石油化工设计中,管道的应力分析是非常重要的一部分。

管道的应力分析可以帮助工程师确定管道在运行过程中的受力情况,从而提高管道的安全性和可靠性。

在管道设计中,应力分析可以分为静态分析和动态分析两种。

静态分析主要用于确定管道在自重、压力和温度等静态载荷下的应力分布情况,而动态分析主要用于确定管道在震动和冲击等动态载荷下的应力分布情况。

在进行应力分析之前,首先需要确定管道的几何形状、材料属性、工作条件等参数。

这些参数可以通过实验测定或者参考现有标准和规范获取。

然后,可以使用有限元分析等数学方法对管道的应力进行计算和分析。

在静态分析中,需要考虑管道的自重、压力、温度等因素对管道产生的应力影响。

自重应力是由于管道自身重量而引起的应力,可以通过管道的质量和几何参数计算得出。

压力应力是由于介质压力作用在管道内壁上而引起的应力,可以通过应力公式计算得出。

温度应力是由于管道在温度变化时产生的热应变而引起的应力,可以通过热应变公式计算得出。

在动态分析中,需要考虑管道在震动和冲击等动态载荷下的应力分布情况。

在地震等震动载荷下,管道会受到地震波的冲击,导致管道产生振动应力。

在水击等冲击载荷下,管道会受到流体突然变化引起的压力冲击,导致管道产生冲击应力。

这些应力可以通过动态分析方法,如有限元分析和模态分析等进行计算和分析。

在进行应力分析时,需要将管道分割成若干段进行计算,然后将各段应力叠加得到整体应力。

还需要考虑管道的支撑和固定方式对应力分布的影响。

管道的支座和吊架等支撑结构可以减小管道的变形和应力集中,提高管道的安全性。

管道应力分析主要内容及要点

管道应力分析主要内容及要点

管道应力分析的原则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。

ASME B31《压力管道规范》由几个单独出版的卷所组成,每卷均为美国国家标准。

它们是子ASME B31 压力管道规范委员会领导下的编制的。

每一卷的规则表明了管道装置的类型,这些类型是在其发展过程中经考虑而确定下来的,如下所列:B31.1 压力管道:主要为发电站、工业设备和公共机构的电厂、地热系统以及集中和分区的供热和供冷系统中的管道。

B31.3 工艺管道:主要为炼油、化工、制药、纺织、造纸、半导体和制冷工厂,以及相关的工艺流程装置和终端设备中的管道。

B31.4 液态烃和其他液体的输送管线系统:工厂与终端设备剑以及终端设备、泵站、调节站和计量站内输送主要为液体产品的管道。

B31.5 冷冻管道:冷冻和二次冷却器的管道B31.8 气体输送和配气管道系统:生产厂与终端设备(包括压气机、调节站和计量器)间输送主要为气体产品的管道以及集汽管道。

B31.9 房屋建筑用户管道:主要为工业设备、公共结构、商业和市政建筑以及多单元住宅内的管道,但不包括B31.1 所覆盖的只寸、压力和温度范围。

B31.11 稀浆输送管道系统:工厂与终端设备间以及终端设备、泵站和调节站内输送含水稀浆的管道。

管道应力分析的主要内容一、管道应力分析分为静力分析析1.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)管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算一一防止疲劳破坏;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一防止法兰汇漏。

2.动力分析包括:1)管道自振频率分析一一防止管道系统共振: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(泵)气(液)柱频率分析一一防止气柱共振;4)往复压缩机(泵)压力脉动分析——控制压力脉动值。

石油化工设计中管道的应力分析

石油化工设计中管道的应力分析

石油化工设计中管道的应力分析在石油化工领域,管道系统是不可或缺的设备之一,其承载着输送各类液体、气体以及化工原料的任务。

在管道的设计中,应力分析是一个至关重要的步骤,其目的是确保管道在运行过程中能够承受各种外部力的作用而不会出现失效或损坏。

本文将从应力分析的基本原理、应力分析的方法以及应力分析的应用等方面进行探讨。

一、应力分析的基本原理管道在运行过程中会受到各种外部力的作用,其中包括内压力、温度变化引起的热应力、外部载荷等。

这些外部力会导致管道发生应力,而应力分析的目的就是要确定管道在各种外部力作用下的应力状态,以便合理设计管道结构,确保其在安全范围内运行。

在进行应力分析时,通常会考虑管道的弹性变形、应力集中、疲劳寿命等因素,从而对管道的结构和材料进行合理的选择和设计。

二、应力分析的方法在进行管道的应力分析时,通常会采用有限元分析法、解析法、试验法等方法。

有限元分析法是目前应用最为广泛的方法之一,通过将管道划分成有限个小单元,然后利用数值计算方法对每个单元的应力状态进行分析,从而得出整体的应力分布情况。

而解析法则是基于管道的几何形状和材料力学性质,通过数学原理和公式来计算管道的应力状态。

试验法则是通过对管道进行实验来得出其应力状态,这种方法在一些特殊情况下也是不可或缺的。

三、应力分析的应用管道的应力分析在石油化工领域有着广泛的应用,其主要作用包括以下几个方面:1. 确保管道的安全性:通过应力分析可以了解管道在运行过程中的应力状态,从而判断其是否满足安全要求。

如果发现管道受力过大或出现应力集中现象,就需要对其结构和材料进行调整,以确保其在运行过程中不会出现失效或损坏的情况。

2. 优化管道设计:通过应力分析可以发现管道结构的弱点和问题所在,从而对其进行优化设计。

比如调整管道的壁厚、选择合适的材料、改变管道的支撑方式等,都可以通过应力分析得到依据,从而提高管道的使用寿命和安全性。

3. 预防事故的发生:在石油化工生产中,管道事故所造成的损失往往是难以估量的,因此对管道进行应力分析是一种预防措施。

管道应力分析与管道设计技术技术手册

管道应力分析与管道设计技术技术手册

管道应力分析与管道设计技术技术手册管道应力分析与管道设计技术技术手册1.管道应力分析1.1 管道应力的概述①管道应力的定义②管道应力的分类1.2 管道应力分析的方法①静态分析方法②动态分析方法③应力分析软件的使用1.3 管道应力分析的参数①温度应力②压力应力③几何应力1.4 管道应力分析的结果①管道的应力分布②弯曲应力③拉伸应力④压缩应力1.5 管道应力分析的应用①管道设计中的应力分析②管道材料的选择③管道的优化设计2.管道设计技术2.1 管道设计基础①管道设计的基本原则②管道设计的工作流程③管道设计的规范和标准2.2 管道材料的选择与特性①金属材料的选择与特性②非金属材料的选择与特性2.3 管道布置与尺寸设计①管道布局设计②管道尺寸设计③管道支架设计2.4 管道的弯曲与接头设计①管道的弯曲设计②管道的接头设计2.5 管道的耐久性与维护①管道的耐久性分析②管道的防腐与防腐保护③管道的维护与保养附件:附件1:管道应力分析实例数据附件2:管道设计软件使用手册法律名词及注释:1.合同法:规定了合同的成立、内容、履行、变更和解除等基本事项。

2.著作权法:规定了对于创作的作品的著作权保护的范围和方式。

3.知识产权法: 包括了专利法、商标法、版权法等涉及知识产权的法律法规。

4.《建筑法》:对建筑工程的规划、设计、施工、验收等各个环节进行了详细规定。

5.环保法:对于环境保护和环境污染治理等方面进行了详细的法律规定。

石油化工设计中管道的应力分析

石油化工设计中管道的应力分析

石油化工设计中管道的应力分析石油化工设计中,管道的应力分析是至关重要的一环。

在石油化工项目中,管道系统承载着各种化工介质,其正确的应力分析可确保管道系统的安全运行。

本文将从管道应力的定义、应力分析的重要性、应力分析的方法以及应力分析的应用等方面进行详细介绍。

一、管道应力的定义管道应力是指管道在内外载荷作用下所产生的应力状态。

内载荷包括介质压力、介质温度变化引起的热应力等,而外载荷则包括风载荷、地震作用、管道施工过程中的施工载荷等。

在石油化工设计中,管道应力主要包括轴向应力、周向应力和剪切应力等。

二、应力分析的重要性管道应力的分析对石油化工项目的安全稳定运行至关重要。

正确认识管道的应力状态能够避免管道系统出现过度应力破坏、应力腐蚀裂纹等问题,从而保障生产系统的安全稳定运行。

合理的应力分析还可以指导设计人员优化管道系统的设计,提高其运行效率,减少资源浪费。

1. 模拟分析法:通过有限元分析软件对管道系统进行模拟建模,并对不同载荷条件下的应力进行计算。

2. 经验计算法:利用经验公式或经验参数计算得到管道系统在不同载荷下的应力状态。

3. 简化计算法:将复杂的管道系统简化为理想模型,利用简化的方法对管道的应力状态进行计算。

1. 管道受力分析:对管道系统在不同条件下的受力状态进行分析,确保其能够承受外部载荷的作用,不产生过度应力。

2. 安全评估:对管道系统的应力状态进行评估,判断其安全稳定性,发现潜在问题并进行预防性维护。

3. 设计优化:通过应力分析,优化管道系统的设计方案,提高其运行效率,减少资源浪费。

4. 施工指导:在管道施工过程中,根据应力分析结果,制定合理的施工方案,确保管道系统的施工质量。

管道应力分析及计算

管道应力分析及计算

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
五、管道机械专业(应力分析)常用的标准规范
1、GB50316-2000《工业金属管道设计规范》 2、HG/T20645-1998《化工装置管道机械设计规定》 3、SH/T3041-2002《石油化工企业管道柔性设计规范》 4、GB150《钢制压力容器》 5、JB/T8130.1-1999 《恒力弹簧支吊架》 6、JB/T8130.2-1999 《可变弹簧支吊架》 7、GB 50251-2003 《输气管道工程设计规范》 8、GB 50253-2003 《输油管道工程设计规范》 9、ASME/ANSI B31.1 -- Power Piping
10、ASME/ANSI B31.3 Process Piping 11、ASME/ANSI B31.4 Liquid Transmission and
Distribution piping systems 12、ASME/ANSI B31.8 Gas Transmission and Distribution piping systems 13、API610 -- 离心泵 14、NEMA SM23 -- 透平 15、API617 -- 离心式压缩机 16、API618 -- 往复式压缩机 17、API661 -- 空冷器 18、ANSI/B31.1、APIRP520 -- 安全阀、爆破膜

管道应力分析

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。

石油化工设计中管道的应力分析

石油化工设计中管道的应力分析

石油化工设计中管道的应力分析管道是石油化工设施中不可或缺的组成部分,它们被用来输送各种石化产品和原料,如石油、天然气、液化气等。

在设计过程中,管道的应力分析是一个必须考虑的关键因素,它对管道的安全运行和寿命有着至关重要的作用。

1. 管道的载荷在考虑各种载荷对管道的影响时,必须考虑以下因素:• 内外压力:管道内/外部分别承受和承受的压力。

• 温度变化:管道的扩张和收缩受到温度变化的影响。

• 重力和惯性力:管道结构的重量以及运动过程中的惯性力。

• 地震力和风力:管道经受自然灾害和风力的影响。

当这些载荷作用于管道结构时,会产生各种应力,如拉应力、压应力、剪应力和弯曲应力等。

因此,在进行应力分析时,需要考虑所有的载荷和其相应的应力。

2. 管道的应力计算管道的应力计算是设计过程中的一个关键步骤。

在计算过程中,需要考虑以下因素:• 管道的几何形状:管道的直径、壁厚和长度等几何参数。

• 材料的力学性质:管道所使用的材料的弹性模量、泊松比和屈服强度等材料力学参数。

• 载荷:管道承受的各种载荷及其相应的力。

基于这些因素,可以使用各种数值计算方法计算管道的应力,例如有限元法和解析法等。

这些方法广泛应用于石油化工设计中,以确定管道在各种载荷条件下的应力分布。

3. 应力分析的应用应力分析提供了关键的设计参数,如选择材料、确定管道的几何形状和尺寸等,以确保管道在设计寿命内安全运行。

此外,应力分析还用于评估管道的健康状况,例如确定是否需要更换或修理管道。

管道的应力分析还有助于减少管道故障和停机时间,以提高石油化工设施的效率和生产率。

结论。

压力管道强度及应力分析

压力管道强度及应力分析

压力管道强度及应力分析压力管道是指承受流体压力作用的管道系统,常用于输送液体或气体。

压力管道的设计必须考虑到管道系统的强度,以确保管道在工作条件下能够安全运行。

强度分析是对管道系统在受压状态下的力学性能进行评估和计算,包括应力分析和应变分析。

压力管道的强度分析主要涉及以下几个方面:1.管道的内压应力分析:管道容易在受到内部压力作用时发生脆性断裂。

内压应力是指管道承受的内部压力产生的应力,应力分布是管道内径和壁厚决定的。

内压应力的计算可以使用薄壁管道的公式,也可以使用粗壁管道的公式,根据实际情况选择适当的公式进行计算。

2.管道的外压应力分析:外压应力是指管道受到外界压力,如土壤或混凝土的压力而产生的应力。

外压应力会降低管道的承载能力,因此在设计时必须考虑外压应力的影响。

外压应力的计算可以通过考虑管道埋深和周围土壤或混凝土的性质来进行。

3.管道的弯曲应力分析:管道经过弯曲时会产生弯曲应力。

弯曲应力的大小与管道的弯曲半径、管道材料的弹性模量以及弯曲角度有关。

弯曲应力的计算可以通过应变能方法或力平衡方法进行。

4.管道的轴向应力分析:管道在拉伸或压缩作用下会产生轴向应力。

轴向应力与管道的拉伸或压缩变形有关,可以通过应变能方法或力平衡方法进行计算。

5.管道的剪切应力分析:管道在复杂受力状态下,如弯曲、拉伸和压缩同时作用时,会产生剪切应力。

剪切应力的计算可以通过静力平衡方程和应变能方法进行。

在进行强度分析时,需要确定管道的材料性质、管道几何尺寸和外界加载条件。

常用的材料性质包括弹性模量、泊松比和屈服强度等。

管道几何尺寸包括管道内径、壁厚和长度等。

外界加载条件包括内部压力、外部压力和温度等。

强度分析的目的是确定管道是否能够安全承受设计条件下的压力载荷,并提供合适的设计指导。

在进行强度分析时,需要进行应力和应变的计算,并与管道材料的极限强度进行比较,以评估管道的安全性。

综上所述,压力管道的强度分析是一个复杂的过程,涉及多个力学参数和设计标准。

石油化工管道设计的应力分析与柔性设计

石油化工管道设计的应力分析与柔性设计

石油化工管道设计的应力分析与柔性设计摘要:管道设计工作是非常复杂的,主要包括四个部分,分别是设备布置、管道布置、管道材料设计和管道应力分析,其中管道应力分析是管道设计的基础和关键。

管道应力分析对管道的安全性、可靠性和经济性具有重要影响。

通过应力分析,可以在管道强度与安全性上做出判断,为管道的经济分析提供依据。

目前柔性设计在管道设计中得到广泛应用,在应力分析基础上的柔性设计成为石油化工管道安全性和可靠性的重要保障。

关键词:石油化工;管道布置;应力分析;柔性设计1、应力分析工作环节1.1 管道应力类型管道往往要受多种外部压力的共同影响,不仅受热负荷的影响,也要受机械载荷的影响,此外还要受压力载荷等的影响。

由于管路不同,管道的区域不同,在外部压力作用下,管道会产生不同性质的应力。

管道应力主要包括以下几类。

一类是一次应力。

管道在受到冲击荷载、内压等作用下会产生剪应力和正应力,这就是一次应力。

一次应力与外力相平衡,保持管道不变形。

如果为了平衡外力,一次外力超过了极限,管道会发生塑性变形,从而遭到破坏。

所以要留有足够的宽裕度,以保证材料不发生屈服。

一类是二次应力。

管道受到外界压力,发生了变形,变形会对材料产生束缚,在这种情况下管道产生的剪应力和正应力就是二次应力。

二次应力主要是为了协调变形而产生的应力,它不能直接与外力平衡。

二次应力具有自限性的特点,只要有发生细小塑性变形就会使二次应力变低。

交变的次数会影响二次应力的界定,交变的应力范围会直接决定二次应力的范围。

一般情况下,管道重复受二次应力,会产生疲劳破坏。

三类是峰值应力。

所谓峰值应力就是最高值应力,当荷载发生突变,当管道结构发生的突变,这时候局部应力不会迅速集中,从而产生峰值应力。

通常在管道的转弯处、气孔处和焊接处会产生峰值应力。

峰值应力不会引起管道的显著变形,但会给管道带来疲劳性裂纹。

1.2 应力分析的主要作用通常管道应力分析分为静力分析和动力分析,本文不讨论动力分析内容,静力分析的任务:使管道中的应力,满足标准规范的要求,保证管道自身的安全;使管道对与其相连接的机器、设备的作用力,满足标准规范的要求,保证机器、设备的安全;计算管道对支吊架和土建结构的作用力,为支吊架和土建结构的设计提供依据,保证支吊架和土建结构的安全;计算管道位移,防止位移过大造成支架脱落或管道碰撞,并为弹簧支吊架的选用提供依据。

管道设计中关于管道应力的分析与考虑

管道设计中关于管道应力的分析与考虑

管道设计中关于管道应力的分析与考虑摘要:管道应力分析应该保证在设计的条件下有足够的柔性,为的是防止管道因为过度膨胀冷缩、管道自振或者是端点附加位移造成应力问题,在管道设计的时候,一部分管道要求必须进行管道应力分析和相关计算,同时还有一部分管道是不需要进行应力分析的,这种的管道分为两个部分,一种是根据实际的经验或者是已经成功的工程案例,在管道的设计中加上相应的弯管、膨胀节等环节来避免,所以就不需要进行管道应力分析,另一种就是管道的管径比较小,管道比较短,常温常压,不连接设备或者是不会产生振动,所以就不需要进行应力分析,文章就对管道的应力分析进行了详细的介绍说明。

关键词:管道设计应力分析柔性标准一、管道应力分析的主要内容管道应力分析主要分为两个部分,动力分析和静力分析:1、管道应力分析中的动力分析动力分析主要包括了六个方面,第一是管道自振频率的分析,为的是有效的防止管道系统的共振现象;第二是管道强迫振动相应的分析,目的是能够有效的控制管道的振动和应力;第三是往复压缩机(泵)气(液)柱的频率分析,通过对压缩机(泵)气(液)柱的频率的相关分析有效的防止气(液)柱的共振现象发生;第四是往复压缩机(泵)压力脉动的分析,起到控制压力脉动值的作用;第五是冲击荷载作用下的管道应力分析,可以防止管道振动和应力过大;第六是管道地震分析,为防止管道地震应力过大。

2、管道应力分析中的静力分析静力分析包括了六个方面的内容:第一是压力荷载以及持续荷载作用下的一次应力计算,为的是有效的防止塑性变形的破坏;第二是管道热胀冷缩和端点附加位移产生的位移荷载作用下的二次应力计算,通过二次应力分析计算防止疲劳破坏;第三是管道对设备产生的作用力的相应计算,能够防止作用力太大,有效的保证设备的正常运行;第四是对于管道的支吊架的受力分析计算,能够为支吊架的设计提供充足的依据;第五是为了有效的防止法兰的泄漏而对管道法兰进行的受力分析;第六是管系位移计算,防止管道碰撞和支吊点位移过大2、管道应力分析的目的对管道进行应力分析为的就是能够使管道以及管件内的应力不超过许可使用的管道应力值;为了能够使和管道系统相连接的设备的管道荷载保持在制造商或者是国际规定的许可使用范围内;保证和管道系统相连接的设备的管口局部管道应力在ASME Vlll允许的范围内;为了计算管道系统中支架以及约束的设计荷载;为了进行操作的工况碰撞检查而进行确定管道的位移;为了能够尽最大可能的优化管道系统的设计。

管道的应力分析和材料选择

管道的应力分析和材料选择

管道的应力分析和材料选择管道是现代工业中常见的输送介质的设备,广泛应用于石油、化工、能源等领域。

在管道的设计和使用过程中,应力分析和材料选择是至关重要的环节。

本文将探讨管道的应力分析方法以及材料选择的相关因素。

一、管道的应力分析方法管道在运行过程中承受着来自内部介质压力和外部环境荷载的作用,因此应力分析是管道设计的基础。

常用的管道应力分析方法有静力学方法和有限元分析方法。

静力学方法是一种简化的分析方法,通过假设管道是刚性结构,忽略材料的弹性变形,仅考虑应力的平衡条件。

这种方法适用于直径较小、壁厚较薄的管道,且介质压力变化较小的情况下。

有限元分析方法是一种更为精确的应力分析方法,能够考虑材料的弹性变形和非线性特性。

通过将管道划分为有限个小单元,建立数学模型,并利用计算机进行求解,可以得到管道内部的应力分布情况。

这种方法适用于复杂的管道结构和大口径管道的应力分析。

二、材料选择的相关因素在管道的设计和使用过程中,材料的选择是十分重要的,直接影响到管道的安全性和可靠性。

材料选择需要考虑以下几个因素:1. 强度和刚度:管道材料需要具备足够的强度和刚度,以承受内部介质压力和外部环境荷载。

常用的管道材料有碳钢、不锈钢、铜、铝等,根据具体的工况和要求选择合适的材料。

2. 耐腐蚀性:管道在运行过程中可能接触到腐蚀性介质,因此材料的耐腐蚀性是一个重要考虑因素。

不同的介质对材料的腐蚀性不同,需要选择具有良好耐腐蚀性的材料,或者采取防腐措施。

3. 温度影响:管道在不同的温度下工作,材料的热膨胀系数和高温强度是需要考虑的因素。

对于高温工况,需要选择能够承受高温的材料,避免因热膨胀引起的应力集中和破坏。

4. 经济性:材料的成本和可获得性也是材料选择的考虑因素。

在满足工程要求的前提下,选择经济合理的材料,可以降低工程成本。

总结:管道的应力分析和材料选择是管道设计和使用过程中不可或缺的环节。

应力分析方法的选择应根据具体情况,采用静力学方法或有限元分析方法。

管道应力分析报告

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。

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管道设计之管道应力分析开篇Email: 156578102@对管道支撑件(如固定支架、止推支架、导向支架、滑动支架、滚动支架、吊架、弹簧支架等)、阻尼件(如阻尼器)、柔性件(如膨胀节)的选型与设置;对与管道相连的设备的定位、操作的理解;对管道走向的调整与斟酌;对管道元件的局部分析与处理(如法兰、支架生根、SIF);对管道开停车工况及其介质特性的理解;对管道可能遭受的偶然载荷(如气液两相流、水锤、气锤、安全阀反力、风载荷、地震载荷)的理解程度,一定程度上体现了一个设计院管道设计的水平。

虽然柔性分析仍然是管道应力分析的主要内容,但与振动有关的破坏也越来越受到重视,所以管道设计需要刚柔并济。

话虽这么说,但有时候确实很难,这个时候应该查找相关资料来佐证自己的想法,做到有分寸的考虑相关问题,不能一味按某个不切实际方向去做。

1.管道应力专业工作1.1编写本装置的应力分析统一规定,明确本装置执行的规范及版本,软件及版本;1.2根据统一规定,编写本装置的应力分析关键管线表;1.3参与关键管线及其设备的布置研究;1.4参与关键设备的技术谈判;1.5的委托条件进行详细应力分析(这部分内容很多,等以后大家都了解后可以针对不同管系展开说明),提出应力计算报告及修改意见;1.6受报告并解读报告,按要求修改管道走向及选取支架,向土建、设备专业返回受力及扰度要求;1.7置的三查四定及开车。

2.配管委托条件应包括哪些内容2.1单线图:2.2设备总装图:设备外形图、材质、温度等;2.3调节阀、安全阀数据表:重量、反作用力、压力等级、材质等;2.4其他应力分析过程中需要的资料:如PID流程图、管道表、材料等级表、当地风、地震等数据等等。

3.如何理解应力分析报告3.1节点号:在单线图上感兴趣的点称为节点,通常会在管道端点、支吊点、三通、弯头、大小头、管道属性改变处(如管径、壁厚、保温、温度、压力等)、阀门端面、法兰端面、膨胀节及一些特殊需要而增设等处设置节点号。

3.2 支架类型:在单线图上应该清楚的表示管道的支架型号示意图,配管专业应按图示要求结合该点的受力、位移要力求选取合适的支架或者组合支架。

【选读材料】支吊架的强度及刚度应满足该点的受力及位移要求;配管预设管道支架位置,应满足管道的许用跨距;在载荷集中处、弯管和大直径三通分支管附近处应留有支架位置;支架与管道生根处的材质宜与管道同材质;输送介质温度等于或高于400℃的碳钢管道、输送冷冻介质的管道、合金钢、不锈钢、需热处理的管道应尽可能需用抱箍型支架;比较常见的支架类型有:固定支架:进出装置的边界点宜设置固定支架(应与另一装置负责人协调,至少应告之对方);应力分析管系与非应力分析管系断开点在详细考虑后可设置固定支架;在有冲击载荷的阀门如减温减压阀、有相变的调节阀、安全阀在充分考虑各种工况后在合适的位置设置固定支架;管道柔性元件(如会产生压力推力型的膨胀节)的直管两端合适位置应设置固定支架;复杂管系分为若干简单管系处宜设置固定支架;防振支架:对往复式压缩机等具有压力脉动的管系应尽可能的设置防振支架,宜独立生根,宜采用抱箍型内嵌缓冲垫,如讲究,对支架还需提刚度要求;刚性滑动支架:应注意管托长度,使其满足管道膨胀位移量的要求;刚性可调支架:在泵进出口管道可设置刚性支架的情况,一般选用可调支架;刚性滚动支架:对管口受力要求苛刻的敏感设备,为了减少摩擦力,有可能会选择滚动支架;刚性吊架:选取吊杆时应使吊杆长度满足管道膨胀位移量的要求,通常来说,当管道热态时,吊杆与垂直线的夹角应该控制在3º(不同设计院根据不同要求,但是最好不要太大)以内;吊杆与钢结构的生根形式应可偏转,不可固定住(除非特别注明,或者无温度的管道);吊架也可用于对摩擦力有苛刻要求的场合。

导向吊架:为了使管道较高的固有频率,抵御风、地震、安全阀排放反力、水击等偶然载荷应在合适的位置设置导向支架;为了保持管道的稳定应在合适的位置设置导向支架;为了控制管道热涨位移在合理的范围内或者控制热涨位移的分配应在合适的位置设置导向支架;有些管道柔性元件的要求(如装有通用型膨胀节的直管道应按规范要求设置导向支架,控制管道沿轴向膨胀及柱稳定;为控制设备管嘴受力、法兰泄露等可在合适的位置设置导向支架;止推支架:为了使管道较高的固有频率,抵御风、地震、安全阀排放反力、水击等偶然载荷应在合适的位置设置止推支架;为了保持管道的稳定应在合适的位置设置止推支架;为了控制管道热涨位移在合理的范围内或者控制热涨位移的分配应在合适的位置设置止推支架;为控制设备管嘴受力、法兰泄露等可在合适的位置设置止推支架;变力弹簧支架:不适合采用刚性支架的场合可适当的选取一定的弹簧支架;其载荷变化率不应大于25%;吊杆与垂直线的夹角应该控制在3º;正确的查询各种型号弹簧的安装高度、弹簧箱体尺寸、吊杆直径等信息;不宜连续多处设置弹簧;能使用刚性支架场合尽可能使用刚性支架;当垂直管道做冷紧时,应注意弹簧选型位移恒力弹簧支架:国标恒力弹簧使用杠杆式的,在垂直运动时,会产生水平偏移,在选取吊杆长度时,应将此偏移量与支架点的水平热涨位移一起考虑吊杆长度;对于大位移、小载荷的恒力弹簧可选择LISEGA标准的弹簧或者其他可靠弹簧;阻尼器:对于高温又需做抗震分析、冲击载荷分析的管道;3.2 应力类型:当前Caesar内置的应力类型有如下SUS(一次规范应力)、EXP(二次规范应力)、OPE(操作规范应力,这个应力当前也可选择作为一种应力类型)、OCC(偶然应力)、HYD(水压试验)、FAT(疲劳分析),以下是一个经典静力分析的应力总结报表,本报表未包含水压工况是由于管道明确不做水压试验。

3.3 支架受力:根据支架的节点号,可读取受力及其位移,其中:FX、FY、FZ表示三个平动方向的受力;MX、MY、MZ 表示三个转动方向的力矩;DX、DY、DZ表示三个平动方向的位移;Load Case表示工况类型,有SUS,OPE、HYD等工况,一般使用MAX工况提供给土建受力;对于设备,如果校核局部受力,应提供管嘴与筒体交接处节点的受力给设备或者提供管嘴法兰处受力由设备专业转换;有些管嘴的受力对设备的地脚螺栓的大小及裙座的厚度有很大的影响,如果设备管嘴有很多个,应提供的受力最好分工况,并且每个嘴子的工况相互对应,以便设备专业判断最大的影响;配管专业应将与设备嘴子处的节点受力在超出与设备专业约定值时提交给设备专业。

3.4位移:根据需要,通过节点号,可以通过位移报告查询各个工况下改点的变形情况:DX,DY,DZ表示该点三个方向的平动位移;RX,RY,RZ表示改点三个转动方向的转动角度。

3.4弹簧报表:以上时CAESAR输出的弹簧报表,应力分析工程师应转为与如下形式相似的弹簧报表提供给配管专业,因为CAESAR自动选型的弹簧型号的安装刻度及其行程有时不一定合适,这个时候应力工程师应根据管道的实际情况将合适的弹簧型号以确定的刚度,行程等输入CAESAR里面,指定其确切型号:4.关键管线表的制定原则哪些管道需要做管道应力分析,应根据相应规范及业主要求确定,一般这部分都应体现在应力统一规定上,根据自己遵循的规范和标准不一样,取值都可能不太一样;对于炼油工艺管道,可参考GB/T 20801、B31.3、SH/T 3041、GB50316等相关条款综合考虑,以下只是提供一种思路:4.1进出高温反应器、再生器、蒸汽发生器的管道;4.2与敏感设备如离心压缩机、汽轮机、空冷器、加热炉等相关的管道;4.3与具有脉动源如往复式压缩机相关的管道;4.4操作温度低于-50°C的管道;4.5操作温度高于表1与离心泵连接的管道;表1 需要详细柔性分析的与泵连接的管道泵口公称直径,DN 100 150 200 250 300 350 400及以上泵管道操作温度,℃150 130 120 100 80 60 40操作温度高于表2与静设备连接的管道;表2 需要详细柔性分析的与静设备连接的管道管道公称直径,DN 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600及以上管道操作温度,℃250 220 200 180 160 140 120 100 80 60 404.6具有大附加端点位移的管嘴相连的管、具有应力增大系数大于5的管件的管道;4.7 设备管口有特殊受力要求的管道;4.8 根据规范需要进行抗震分析及由业主确定需要进行特殊分析的管道;4.9 根据工艺需进行加固、抗振、抗冲击处理的管道、工艺过程具有剧烈循环的管道4.10 其他应力分析工程师及管道审核、审定人员根据装置实际情况确定需要分析的管道系统;5.许用应力的确定原则本来大家是要求写许用应力的来源的,来源应包含理论及实验依据,叙述起来比较麻烦,考虑到这是第一次课程,一些理论的东西还是在后续的课程慢慢涉及,根据这个原则,这里简单的介绍GB/T20801许用应力确定的原则,其他规范留给大家。

不同规范对许用应力的确定不太一样,使用何种规范进行应力分析的管道,需使用该规范的许用应力【选读材料】表5-1 GB/T 20801金属材料许用应力确定原则上图是GB/T 20801对金属材料的许用应力确定的原则,其参考的是B31.3的做法,是根据抗拉强度、屈服强度、持久强度、蠕变极限等数据综合确定如果做的炼油管道,美标牌号的材料请参考B31.3的许用应力;国标牌号可参考GB/T 20801附录的许用应力;有时候如果还需要知道各个设计温度下的屈服强度数值,对于美标牌号的按ASME ⅡD篇性能中查找相关数据,国标牌号可参考GB150;当然可能会遇到有些在规范里面无法查询到数据的情况,这种情况可咨询先前使用过此种材料同行是如何获得数据或者要求制造厂商按规范要求提供相应的试验数据。

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