《压力管道机械》ppt课件

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1、压力管道材料与管道机械沈阳化工大学李志安1．绪论1996年劳动部以“劳部发[1996]140号”文发出“关于颁发《压力管道安全管理与监察规定》(以下简称《监察规定》)的通知”，标志着我国压力管道的管理进入了法制管理阶段。《监察规定》就压力管道的定义及压力管道的设计、制造、安装、使用、检验和修理改造等方面作出了安全管理和监察的框架规定，以期最大限度地减少压力管道运行中的事故发生，有效地保障压力管道的安全运行，保护人民生命和财产的安全。压力管道与压力容器一样重要，从压力管道的设计制造到安装，都陆续制定了相应法规和规范。如：TSGR10

2、01-2008压力容器压力管道设计许可规则；TSGＤ3001－2009压力管道安装许可规则；GB/T20801.1-6－2006压力管道规范工业管道；GB50316-2000工业金属管道设计规范；等等。1.1压力管道的特点压力管道与压力容器相比较，具有以下主要特点：1)种类多，数量大，设计、制造、安装、应用管理环节多2)长细比大，跨越空间大，边界条件复杂3)现场安装工作量大4)材料应用种类多，选用复杂5)管道及其元件生产厂的生产规模较小，产品质量保证较差1.2压力管道的研究范畴要实现一条压力管道安全、长周期地运行，同时又是最经济的

3、，必须从设计、制造、安装和应用四个环节进行把握，而且缺一不可。我们主要研究设计问题。压力管道工程设计分成管道布置、管道材料设计和管道机械设计三个部分，或者说分成这三个专业来完成。管道材料设计是基础，管道布置是目的，而管道机械设计是保障。(一)管道布置管道布置(设计)过程大致可分为以下三个环节，即配管研究、管道详细设计、设计文件编制及归档。1)配管研究配管研究首先要了解设计条件和用户要求，然后确定设计应用标准规范，并委托管道材料专业确定管道等级，最后进行管道走向、支撑、操作平台等方面的综合规划和布置，并将有关的、认为有必要的管道委托

4、给管道机械专业进行力学分析。2)管道详细设计(1)管道定位(2)阀门定位(3)操作平台设置(4)放空排凝设计(5)隔热设计(6)防腐设计(7)支撑设计(8)仪表元件定位(9)采样设计(10)图例标识及图幅安排(11)委托资料3)设计文件的编制及归档文件资料应包括资料:图纸目录、管道设计说明书、管道表、管道等级表、管段材料表、管道材料表、管道设备规格表、管道设备规格书、管道支吊架汇总表、非标管道设备图、非标支吊架图等。(二)管道材料管道材料是整个管道设计过程中的基础部分，它直接影响到压力管道的可靠性和经济性。因此，许多法规性的标准如

5、ANSIB31.1、ANSIB31．3、ANSIB31．4、SH3059等都是主要针对管道材料的设计编写的，“压力管道安全技术监察规程”也主要围绕着这部分内容进行规定。管道的材料设计:管道器材标准体系的选用、材料选用、压力等级的确定、管道及其元件型式的选用等内容。(三)管道机械管道的机械设计一般是由管道机械工程师(以下简称为机械工程师)来完成的。管道机械研究的核心是管道的机械强度和刚度问题,它包括:管道及其元件的强度、刚度是否满足要求;管道对相连机械设备的附加载荷是否满足要求等。2．管道材料2．1金属材料基础金属材料基本性能：1）

6、机械性能：强度指标：设计中常用的有强度极限σb和屈服极限σs，高温时还要考虑蠕变极限σn和高温持久极限σD。弹性指标：是稳定性计算的主要依据，主要参数有弹性模量E，抵抗弹性变形能力指标。塑性和韧性指标：是材料受冲击载荷作用时的主要设计依据，也是低温或超低温条件下对材料使用性考核的一个重要指标。主要参数有延伸率δ，断面收缩率ψ，冲击韧性αk，冲击功Ak。疲劳强度：是指材料在交变载荷作用下，发生破坏时的最大应力，通常用用疲劳持久极限来衡量，它是反映材料抗交变应力破坏的强度指标。断裂韧性：是判断材料内部裂纹危险性的一个指标，用在断裂力学

7、设计中，或用于在役压力管道的安全评定。硬度：是材料抵抗局部塑性变形的能力。材料硬度高，其耐磨性好。2）耐蚀性能：3）物理性能：4）制造工艺性能：5）材料的经济性：2.2管道材料选用(见GB/T20801.2-2006压力管道规范工业管道材料）规定了压力管道材料的基本要求。2.3管道器材标准体系及选用管道器材包括：管子，管件，法兰及其连接件，阀门等。这些器材标准通过一定的规则在一个管路（系）中得到应用，它们之间相互衔接，相互配合，从而确定了管道及其元件的基本参数。这些标准中尤其以管子标准和法兰标准最具有代表性，它们是其它应用标准的基

8、础。1）管子系列标准：管径系列：大外径（Ⅰ）系列；小外径（Ⅱ）系列。另一分类为英制管和公制管。公称直径DN1520253240506580100125150200250300350400450500600大外径φ222734424860768911