管道及储罐强度设计

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1、1管道：用管子连接件和阀门连接而成的用于输送气体液体和带固体颗粒的流体的装置（用于给排水，供气供热，供煤气，长距离输送石油和天然气，灌溉）。2储罐：用于存放酸，醇，气体等提炼的化学物质的装置（用于炼油厂，油田，联合站或集输站）。3油罐：储存原油或其他石油产品的容器。4管道的失效后果：人员伤亡，环境污染，停输给下游造成经济损失和一定的社会影响。5油气管道的失效机理：材料：a.塑性失稳b.断裂c.应力腐蚀开裂d.氢致开裂e.裂纹的动态扩展；结构—丧失了稳定性。6塑性失稳：由于变形引起的截面几何尺寸的改变而导致的丧失平衡的现

2、象。7.断裂由于裂纹的不稳定扩展造成的8疲劳;构建在交变力下产生的破坏。8止裂原理:止裂还是快速、持续扩展。取决于裂纹的扩展速度V1，管内介质在管道破裂的时候的减压波的速度V2。(v1>v2,快速扩展；v1

3、取为1.2m。管道顶部距铁路轨底应不小于1.3m。距公路路面应不小于1m。管道应埋在略低于冰冻线处12永久荷载：施加在管道上不变的，其变化与平均值相比可以忽略不计，其变化是单调的并且趋于限值的荷载13可变载荷：施加在管道结构上由人群、物料、交通工具引起的使用或占用荷载14偶然荷载：设计使用期内偶然出现或不出现，其数值很大，可持续时间很短的荷载15环向应力产生的原因：输送介质的内压，土壤的压力16地下管道产生轴向应力的原因;温度变化和环向应力的泊松效应17管道出现温度变化的主要原因是:管道在敷设施工时的温度由外部气温决定

4、，而在运行过程中则由输送产品的温度决定，两者之间必然存在差别，不可避免在管道运行过程中产生应力或伸缩变形18固定支墩按型式可以分：上托式和预埋式19管道发生下沉会在管道上产生两种新的应力：一是由于管道偏离原来的直线位置产生弯曲，从而产生新的弯曲应力；二是由于管道弯曲而使管道的长度有所增加而产生的拉伸应力20弯管环向应力的分布特点Φ=0或180，即在弯管的中心线处，和直管段的环向应力相等；Φ=270，即在水平弯管的内侧弧面上，σ最大；Φ=90，即在水平弯管的外弧面上，σ最小。21应力增强系数：弯管内弧环向应力比直管环向应

5、力增大的倍:22轴向应力特点：弯管在内压作用下其轴向应力和直管相等23弯管柔性产生的原因：在直管弯曲半径方向，管子截面上出现了扁率（弯管制造上的原因，热胀产生的弯矩）23管道三通有以下制造形式：热冲压法制造成的三通，它主要用于小口径管道；由两个冲压成型的零件焊接成的冲压焊接三通；以及专门的补强圈和无补强圈的焊接三通。补强原则等面积补强法24三通补强的原因：由于三通处曲率半径发生突然变化以及方向的改变，为了保持主支管接管处的变形协调，必将导致在主直管接管处出现相当大的应力集中现象，常可比完整管道的应力高出5到7倍。25三

6、通补强的方式：只要将接管出的主管或支管加厚（或两者同时加厚）或采用补强的方法，便可降低峰值要求，满足强度要求。26开孔补强设计计算方法，主要有等面积法，极限分析法和安定性理论.27管壁上任意一点的应力状态：⑴环向应力：由管道的内压产生，再有外压的情况下，管道外压也引起环向应力；⑵轴向应力：内压、外压、热膨胀以及其他力和弯矩都可能产生轴向应力28地上敷设管道的支承形式：按支架高低分类（低支架敷设，中支架和高支架敷设，沿墙敷设），按管架的结构形式分类（独立式管架和组合式管架），按支架对管道的约束形式分类（又分为固定支架和活

7、动支架），按管道的跨越形式分类29固定支架：在固定支架处，管子焊接在固定支架处，管道与管家之间不能发生相对位移。30活动支架：两个固定支架之间的若干管架，只作为管道支撑，不约束管道的热膨胀31管道的十种跨越;梁式管道跨越，π形钢架~，桁架式~，轻型托架式~，单管拱~，组合管拱~,悬缆式~，悬垂式~，32管道支撑件：管架，吊架，托架。33按强度条件确定管道的最大允许跨度：在外载荷作用下，管道截面上产生的最大应力不得超过管材的许用应力，以保证管道强度方面的安全可靠34按刚度条件确定管道跨度：管道在一定的跨度下总有一定的挠度

8、，根据对挠度的限制所确定的管道允许跨度35弹性中心：在管道的c端连接一根钢臂，另一端固定，假设钢臂有无限大的刚性，只能传递作用力而本身不产生任何变形，这样加上钢臂后不改变原结构的变形特点。36当管线需要跨越很大的跨度时，可采用小垂度悬索管线。常见悬索管线组成：管架，主索，吊架，调节件及固定索线的金属夹具，管架柱，斜拉杆及锚板等组成