caesarii 管道应力分析 培训

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1、2002年CAESARII技术培训资料CAESARII软件培训资料北京艾思弗计算机软件公司2002年4月12日北京艾思弗计算机软件公司2002年CAESARII技术培训资料1．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。2．管道应力分析的主要内容管道应力分析分为静力分析和动力分析。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——防止疲劳破坏；3）管道对设备作用力的计

2、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——防止法兰汇漏。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（泵）气（液）柱频率分析——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。3．管道上可能承受的荷载（1）重力荷载：包括管道自重、保温重、介质重和积雪重等；（2）压力荷载：压力载荷包括内压力和外压力；（3）位移荷载：位移载荷包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移、支承沉降等；（4

3、）风荷载；（5）地震荷载；（6）瞬变流冲击荷载：如安全阀启跳或阀门的快速启闭时的压力冲击：（7）两相流脉动荷载；（8）压力脉动荷载：如往复压缩机往复运动所产生的压力脉动；北京艾思弗计算机软件公司2002年CAESARII技术培训资料（9）机械振动荷载：如回转设备的振动。4．管道应力分析的目的1）为了使管道和管件内的应力不超过许用应力值；2）为了使与管系相连的设备的管日荷载在制造商或国际规范（如NEMASM-23、API-610、API-617等）规定的许用范围内；3）为了使与管系相连的设备管口的局部应力在ASMEVlll的允许范围内；4）

4、为了计算管系中支架和约束的设计荷载；5）为了进行操作工况碰撞检查而确定管于的位移；6）为了优化管系设计。5．管道柔性设计方法的确定一般说来，下述管系必须利用应力分析软件（如CAESARII）通过计算机进行计算及分析。1）与贮罐相连的，公称管径12”及以上且设计温度在100度及上的管线；2）离心式压缩机（API617）及往复式压缩机（API618）的3”及以上的进、出口管线：3）蒸汽透平（NAMESM23）的入口、出口和抽提管线；4）泵（API610）——公称管径4”及以上且温度100度及以上或温度-20度及以下的吸入。排出管线；5）空冷器

5、（API661）——公称管径6”及以上且温度120度及以上的进、出口管线；6）加热炉（API560）——与管口相连的6”及以上和温度200度及以上的管线；7）相当长的直管，如界区外的管廊上的管线；8）法兰处的泄漏会造成重大危险的管线，如氧气管线、环氧乙烷管线等。9）公称管径4”及以上且100度及以上或-50度及以下的所有管线；6．摩擦系数的确定除非另有规定，在进行管道柔性分析时摩擦系数应作如下考虑：滑动支架：北京艾思弗计算机软件公司2002年CAESARII技术培训资料钢对钢0.3不锈钢对聚四氟乙烯0.1聚四氟乙烯对聚四氟乙烯0.08钢对

6、混凝土0.6滚动支架：钢对钢（滚珠）0.3钢对钢（滚柱）0.3注：滚珠沿轴向运动时应采用滑动摩擦系数．7．管道柔性设计管道柔性是反映管道变形难易程度的一个物理概念，表示管道通过自身变形吸收热胀、冷缩和其它位移变形的能力。进行管道设计时，应在保证管道具有足够的柔性来吸收位移应变的前提下，使管道的长充尽可能短或投资尽可能少。在管道柔性设计中，除考虑管道本身的热胀冷缩外，还应考虑管道端点的附加位移。设计时，一般采用下列一种或几种措施来增加管道的柔性：（1）改变管道的走向；（2）选用波形补偿器、套管式补偿器或球形补偿器；（3）选用弹性支吊架。8．

7、管道柔性设计的目的管道柔性设计的目的是保证管道在设计条件下具有足够的柔性，防止管道回热胀冷缩、端点附加位移、管道支承设置不当等原因造成下列问题；（1）管道应力过大引起金属疲劳和（或）管道推力过大造成支架破坏；（2）管道连接处产生泄漏；（3）管道推力或力矩过大，使与其相连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备正常运行。9．应进行详细柔性设计的管道北京艾思弗计算机软件公司2002年CAESARII技术培训资料（1）进出加热炉及蒸汽发生器的高温管道；（2）进出汽轮机的蒸汽管道；（3）进出离心压缩机，透平鼓风机的工艺管道；（4）进出离心分离机的工

8、艺管道；（5）进出高温反应器的管道；（6）温度超过400℃的管道；（7）利用图表或其他简化法初步分析后，表明需要进一步详细分析的管道：（8）与有受力要求的其他设备相连的管道。10．管道柔性设计