管道设计中的直管段要求

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1、第49卷第2期化工设备与管道、，ol_49No．22012年4月PROCESSEQUIPMENT&PIPINGApr．2012管道设计中的直管段要求陈韧(液化空气(杭州)有限公司，杭州311112)摘要：为保证管道系统设计的性能可靠及安全，通过分析国内外有关标准，综合总结了管道布置设计中三种类别直管段的区别和不同要求：稳流段长度最为复杂，涉及性能和安全，确定可按相应标准或孔板流量计要求；支吊架跨距最好按具体支撑及荷载条件计算；焊缝间距长度尽量满足施工规范，视情况可让步。关键词：管道直管段；稳流段；支吊架间距；

2、焊缝间距中图分类号：TQ050．2；TH123文献标识码：A文章编号：1009—3281(2012)02—0059—04管道设计中的有许多直管段要求或长度间距要考虑湍流工况。求，它们大致可分为三类。第一类是稳流段，是为了避免紊流及压力波动，满足系统性能或安全上的要求；涉及流体的压力，流速及阻力，是流体力学的范畴。第二类是支吊架间距，即支架之间最大允许直管段，为的是满足强度和刚度要求，它还包括柔性分析结果要求的直管长度，是固体力学的范畴。第三类为焊缝间距，即焊缝与焊缝或与其他构件的最小直管段图1没考虑直管段时膨

3、胀节内导筒损坏例子要求，是为避免热影响区对施工检验上的影响，属焊接冶金学的范畴。三类直管段要求，均为可靠性及安例二：很多氧气调节阀后管道的燃爆可能与阀全性问题，各有特点，各个标准规范要求也不尽相同，后的直管段长度不够有关。节流阀后管道流体由于节下面分别论述。流阀瓣的扰动及压力变化而处于高速紊流漩涡状态，这种不稳定流存在于阀后一定长度范围内。在这长度1稳流段范围内，虽然平均截面流速不大，但局部流速可能很高，氧气绝热流动压差产生的最大流速见图2，可见工业系统管道流体流动要求阻力小，流速稳定，最佳的流动状态是层流，

4、一般流动形态为湍流过渡微小的压力变化，可产生较大的流速变化。氧气管道设计需严格控制流速，因此节流阀后要有八倍管径直区，但实际运行工况总是受到扰动元件的干扰而处于管段稳流，并且有防护墙保护人身安全，或应采用铜脉动或漩涡流状态，导致系统压力损失及性能变差，甚至引起损坏及安全问题。合金(含铝铜合金除外)镍基合金材质管道。实际工作中有许多这样的例子。为保证性能和安全，一方面设备机器本身带有稳流装置，如压缩机的进出口导流导叶装置，板翅式例一：介质流速较高时，为防止共振失稳，波换热器的导流片，节流阀后的多孔孔板，流量计前

5、的纹管膨胀节需加内导流筒。紊流时，特别是当距膨整直器等；另一方面，设备机器前后管道设计时要求胀节上游方向1O倍管子直径范围内存在阀门、三通、弯头等扰动元件可能发生湍流时，应考虑将流速提高有一定长度的直管段。设计中可参照执行的标准规到平均截面计算流速的四倍以上用于有关厚度的计范，综合归纳如表1。算。有很多膨胀节的失效与内导流筒厚度不够，即设收稿日期：2011-04．19；修回日期：2012—02—09计时没有考虑或没有设置进口直管段长度有关。以下作者简介：陈韧(1960—)，男，浙江杭州人，法液空集团国际专家。

6、就是这些情况的一个损坏例子(见图1)，流速没有主要从事标准、设计安全及工厂设计。2012年4月陈韧．管道设计中的直管段要求道荷载的合理分配，管道坡度和管道允许最大挠度，防止共振并满足疏放液体的要求。也应当注意校核薄壁管的外压稳定性(如空压机吸人口管道)及大直径管道支座处局部应力。3焊缝设置安装施工的焊缝间距直管段要求，与焊接热影响区(HAZ)的宽度有关，它是为避免应力集中，图4焊缝间距要求避开热影响区对热处理或施工检验的影响。GB1：GB／T20801．4—2o06《压力管道规范一工业管道》制作与安装．7．6

7、在焊接条件下，由于焊接热循环的特殊性，往GB2：GB50235-2010《工业金属管道工程施工规范》6．02节往会使热影响区内加热到相变点以上的材料发生不利的组织变化，并导致焊接接头性能的恶化，引起很4结束语多断裂泄漏事故。焊接热影响区可分为熔合区及过热综上所述，稳流直管段的要求与前后扰流件及本区、重结晶区、不完全重结晶区三种。熔合区及过热身阻力特性关系很大，管道设计时可参照表1，也可按区中的特殊过热组织——粗大魏氏组织，会严重地影GB／T2624或ISO5167确定进口稳流长度；支吊架间距响到金属的韧性，是

8、焊接接头变脆的一个主要原因。的标准图表均有局限陛，最好是按图纸，实际支撑条件，而其他重结晶区、不完全重结晶区对焊接接头性能的荷载及规范计算确定；焊缝间距按图4确定，根据具影响不是很大。热影响区的宽度与焊接方法、板厚、体隋况可让步接受。管道设计中满足以上三类直管长度线能量、施工工艺等有关，一般焊接(除气焊和电渣要求，可在这三方面保证系统的可靠f生及安全性。焊外)的热影响区在10mill以内【。合适的相