管道应力分析设计规定

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说明：

1．文件版号为A、B、C......。

2．每版号中局部修改版次为1/A、2/A……，1/B、2/B……，1/C、2/C……。本规定（HQB-B06-05.306PP-2003）自2003年月实施。

目录

1. 总则 (1)

2. 应力分析管线的分类及应力分析方法 (2)

3. 管道应力分析设计输入和设计输出 (6)

4. 管道应力分析条件的确定 (9)

5. 管道应力分析评定准则 (11)

附件1 管线应力分析分类表 (14)

附件2 设备管口承载能力表 (15)

附件3 柔性系数k和应力增强系数i (16)

附件4 API 610《一般炼厂用离心泵》(摘录) (17)

附件5 NEMA SM23 (摘录) (22)

附件6 API 661 《一般厂用空冷器》(摘录) (23)

1. 总则

1.1 适用范围

1.1.1 本规定适用于石油化工生产装置及辅助设施中的碳钢、合金钢及不锈钢管道的应力分析设计工作。

本规定所列内容为管道应力分析设计工作的最低要求。

1.1.2 管道应力分析设计应保证管道在设计和工作条件下，具有足够的强度和合适的刚度，防止管道因热胀冷缩、支承或端点的附加位移及其它的荷载（如压力、自重、风、地震、雪等）造成下列问题：

1)管道的应力过大或金属疲劳引起管道或支架破坏。

2)管道连接处泄漏。

3)管道作用在与其相联的设备上的载荷过大，或在设备上产生大的变形或应

力，而影响了设备的正常运行。

4)管架因强度或刚度不够而造成管架破坏。

5)管道的位移量过大而引起的管道自身或其它管道的非正常运行或破坏。

6)机械振动、声频振动、流体锤、压力脉动、安全阀泄放等动荷载造成的管

道振动及破坏。

1.2 应力分析设计工作相关的标准、规范：

1) GB150-1999 《钢制压力容器》

2) GB50316-2000 《工业金属管道设计规范》

3) HG/T20645-1998 《化工装置管道机械设计规定》

4) JB/T8130.2－95 《可变弹簧支吊架》

5) JB/T8130.1－95 《恒力弹簧支吊架》

6) HQB-B06-05.203PP-2003《简化柔性计算的规定》

7) ASME/ANSI B31.3 Process Piping

8) ASME/ANSI B31.1 Power Piping

9) ASME/ANSI B31.4 Liquid Transmission and Distribution piping

systems

10)ASME/ANSI B31.8 Gas Transmission and Distribution piping

systems

11)API 610 Centrifugal Pumps for General Refinery Services

12)API 617 Liquid Transportation System for Hydrocarbone,

Liquid ,Petroleum Gve, Anhydrone Ammonis , and Alcohols

13) NEMA SM-23 Steam Turbine

14) API 661 Air-Cooled Heat Exchangers for General Refinery

Service

15) HQB-B06-05.105PP-2003 《管道配管设计规定》

16) HQB-B06-04.301PP- 《管架设计工程规定》

17) SHJ.41-91 《石油化工企业管道柔性设计规范》

18) GB 50316-2000 《工业金属管道设计规范》

2. 应力分析管线的分类及应力分析方法

2.1 应力分析管线的分类

原则上，所有的管线均应做应力分析，并根据管线的类别（温度、压力、口径、壁厚、所连接的设备的荷载要求等）确定应力分析的方法和详细程度。如果项目中没有具体规定，可按以下方法对应力分析管线进行分类。

2.1.1 Ⅰ类管线（见附录1）

此类管线采用目测检验或简化分析方法。

2.1.2 Ⅱ类管线（见附录1）

此类管线要求进行分析，并可采用公认的简化计算方法（或图表）进行分析计算。（详见附录1）

此种分析计算应有分析计算报告，分析报告适用于：

1) 高压管线

2) 锅炉水管线

3) 工艺管线

4) 天然气及液化天然气管线

2.1.3 Ⅲ类管线（见附录1）

此类管线应严格进行计算机辅助计算分析，下列管线均属于此类管线范畴：2.1.3.1与具有对载荷敏感的转动机械相连的管线，它包括以下几类：

1)与泵相连的管线,由于泵口载荷校核依据操作工况下的载荷进行，故

当管线操作条件为以下条件时，应做详细应力分析。

a)温度≥150°C （或≤-140°C），公称直径大于或等于

DN100(4”)的管线；

b)温度≥120°C （或≤-90°C），公称直径大于或等于DN300(12”)

的管线；

c)温度≥150°C（或≤-140°C），且管线公称直径大于管口公称直

径的管线。

2)与往复式、离心式压缩机、透平相连接的管线，由于设备管口载荷校核依据

操作工况下的载荷进行，故当管线操作温度高于120°C，公称直径大于或等于DN80(3”)的管线，应做详细应力分析。

3)与空冷器相连的管线，当其管径大于或等于DN150(6”)或设计温度大于或等于

120°C时，应做详细应力分析。

2.1.

3.2与对应力敏感的设备相连的管道，应进行应力分析。它包含以下几

类：

1)与按照ASME第Ⅷ卷第二章部分设计的设备相连的管道；

2)与加热器相连的管道；

3)与铝制设备相连的管道；

4)进出加热炉及蒸汽发生器的工艺管道，以及再生及除焦管道；

5)进出汽轮机的蒸汽管道；

6)与衬里设备相连的管道。

2.1.

3.3夹套管道。

2.1.

3.4附录1中所有的Ⅲ类管道。

2.1.

3.5其它的用图表法或公式法分析后，属于应力、柔性不能满足要求

的管道。

2.1.4 Ⅳ类管线（见附件1）

应力分析工程师对此类管线应特别注意，应采用特别的应力分析方法,因为在得到设备和结构的布置之前去做这些管线的分析是没用的。这

类管线有下列几类：