管道应力分析及计算.ppt

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1、管道应力分析专题工业管道材料设计与应力分析技术高级培训一、管道应力分析的目的1、使管道应力在规范的许用范围内，保证管道系统的整体安全2、使动（静）设备管口载荷符合制造商或公认的标准—使其能长周期、平稳运转3、给结构及各种支撑提供设计载荷4、确定管道热位移及各种冲击载荷所导致的管道位移5、解决管道动力学问题：机械振动、脉动、安全阀排放等6、优化配管设计二、管道应力分析基础知识2.1、应力、应变及应力状态2.2、材料的机械性能2.3、强度理论2.4、管道变形的基本形式2.5、管道中的应力状态2.6、管道应力分类2.6.1、应力分类校核遵循的原则2.6.2、管道应力分析中的应力分类2.6.3、

2、管道应力分析中一次和二次应力超标原因2.7、管道应力分析所遵循的标准三、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四、管道应力分析的职责4.1、应力分析（静力分析、动力分析）;4.2、对重要管线的壁厚进行计算，包括特殊管件的应力分析；4.3、对动设备（机泵、空冷器、透平等）管口

3、受力进行校核计算；4.4、管架设计；4.5、审核供货商文件；4.6、编制、修改相关规定；4.7、编制应力分析及管架设计工程规定；4.8、本专业人员培训；4.9、进度、质量及人工时控制；4.10、参加现场技术服务；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、GB50251-2003《输

4、气管道工程设计规范》8、GB50253-2003《输油管道工程设计规范》9、ASME/ANSIB31.1--PowerPiping10、ASME/ANSIB31.3ProcessPiping11、ASME/ANSIB31.4LiquidTransmissionandDistributionpipingsystems12、ASME/ANSIB31.8GasTransmissionandDistributionpipingsystems13、API610--离心泵14、NEMASM23--透平15、API617--离心式压缩机16、API618--往复式压缩机17、API661--空冷器18

5、、ANSI/B31.1、APIRP520--安全阀、爆破膜六、工程设计阶段管机专业的任务6.1、初步设计、基础设计阶段⑴编制工程设计规定(应力分析、管架设计)(四级签署)；(2)参加设备布置工作；(3)对主要管线的走向进行应力分析和评定。6.2、详细设计阶段⑴修订工程设计规定(应力分析、管架设计)(四级签署)；⑵重要管线的壁厚计算，特殊管件的应力分析；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

6、、同时包括任何应力分析管道的所有内容)；⑼往复式压缩机、往复泵动力分析(四级)；⑽安全阀、爆破膜泄放反力计算；⑾结构、建筑荷载条件；⑿设备管口荷载、预焊件条件；⒀编制弹簧架采购MR文件及弹簧架技术数据表；⒁编制柔性件(膨胀节、软管等)采购MR文件及技术数据表；6.3、各文件应包含的内容：⑴工程规定内容A、适用范围；B、概述；C、设计中采用的标准规范；D、计算程序(软件)；E、设计温度、压力、安装温度(环境温度)、压力；F、设计荷载—风压值；—地震烈度；—雪荷载；—土壤的力学性质；G、临界管线表的确定准则（哪些管线该做哪类的应力分析）；H、计算及安全性评定准则；I、应力分析工作流程。J、其

7、它⑵壁厚计算A、当B、当t的确定应根据断裂理论、疲劳、热应力及材料特性等因素综合考虑确定。C、外压直管的壁厚，应根据GB150规定的方法确定。D、其它的管件(如Y型三通、孔板等)依据相应的规范(GB50316-2000)公式进行计算。⑶临界管线表公式法：D0—管外径(mm)Y—管段总位移(mm)Y=(ΔX2+ΔY2+ΔZ2)1/2L—管段两个固定点的展开长度(m)(AB+BC+CD)U—管段两个固定点的直线距离(m)(AD间的直线距