论caesar_软件在高温高压管道应力分析中应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com高温高压工艺管道应力分析计算何志。倪向贵。徐洲(1．上海石油化工研究院，上海201208；2．中国科技大学，安徽合肥230022)摘要：本文根据国内某石化公司ARDS装置工艺管道的使用条件和运行情况，选定部分典型高温、高压管道进行应力分析计算，采用美国MSC公司的PATRAN做前后处理，HKS公司的有限元分析软件ABAQUS做管道有限元应力分析。通过对工况条件下管道的有限元应力分析计算，确定出管道的应力分布状况、位移及最大应力部位，并进行应力评定，为装置中工艺管道系统安全评估提供依据。关键词：压力管道；有限元；应力计算

2、；应力评定中图分类号：TQ055．8文献标识码iB文章编号i1001—4837(2004)06—0018—05StressAnalysisandCalculationofHigll—temperaturelIigll—pressureProcessPipelinesHEZhi，NIXmg—gin2，XUZhou~(1．ShanghaiResearchInstituteofPetrochemicalTechnology，Shanghai201208，China；2．ChinaUniversityofScienceandTechnology，Hefei230022，ch

3、ina)Abstract：AccordingtoserviceconditionsandoperationalaspectofprocesspipefinesinARDSunit，partialtyp—icalhigh—temperature&high—pressurepipelineswerecalculatedbystI'~o8analysis．ThecalculationadoptthePATRANprogramofUSWSCcompanytodoforeground—backgroundprocessing，andusedthefiniteelementan

4、alysissoftware—-ABAQUSofHKStodopipelinefiniteelementanalysis．Basedonthefiniteelementstessanalysisandcalculationofpipefinesunderworkconditions，thestI'~o8distribution，displacementandmaximalst麟areaofthepipelinesweredetermined．ThestressWasassessmenttoprovidereferencetothesafety海ess。mentoft

5、heprocesspipelinessystemintheunit．Keywords：pressurepipeline：finiteelement；stlcalculation；stressestimate进行应力计算的管道均为三维空间走向，由于1概况没有管道的原始设计施工图纸，具体每条管道的结根据国内某石化公司ARDS装置提供的工艺管构、空间走向及支承方式均从现场实测得到，并分别道的使用条件和运行情况，结合现场检验和安全评绘制管道的单线图用于应力计算。估的需要，确定了12条管道作为应力分析计算的典2管道载荷确定型管道，通过对工况条件下管道的有限元应力分析计算，确定

6、管道中的应力分布状况和最高应力部位，2．1载荷分类为装置中工艺管道系统安全评估提供依据。(1)压力载荷：可能在几种不同压力、温度组合·l8·维普资讯http://www.cqvip.com第21卷第6期压力容器总第139期条件下运行的管道，应根据最不利的压力温度组合一般静力分析中，不考虑这些载荷。确定管道的计算压力；2．2载荷工况(2)持续外载：包括管道基本载荷(管道本身及管道应力计算主要考虑操作工况。计算中初始其附件的重量、管内介质重量、管外保温的重量等)、温度取为20℃，内压取各管道的最高工作压力，计以及其它集中和均布的持续外载；算温度取各条管道的最高工作温度，

7、单元体积按实(3)热胀和端点位移：管道由安装状态过渡到运际尺寸自动计算，重力载荷为单元体积、密度和重力行状态，由于管内介质的温度变化，管道产生热胀冷加速度三者之积，方向为竖直向下。缩使之变形；与设备相连接的管道，由于设备的温度3应力分析计算管道有关参数变化而出现端点位移，端点位移也使管道变形；(4)偶然性载荷：包括风雪载荷、地震载荷、流体根据查询管道的原始资料和操作参数，确定进冲击以及安全阀动作而产生的冲击载荷。这些载荷行应力分析计算所需管道的规格、材质、介质、材料都是偶然发生的临时性载荷，而且不会同时发生，在常数等分别见表1～5。表1管道参数序号管道编号管道规