海洋平台中高温管道系统的应力分析.pdf

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1、第2卷第1期2015年2月海洋工程装备与技术OCEANENGINEERINGEQUIPMENTANDTECHNOLOGYV01．2，No．1Feb．，2015海洋平台中高温管道系统的应力分析徐红梅，李磊，韩华伟，张工，张谭龙(中集海洋工程研究院有限公司，山东烟台264000)摘要海洋平台中的排烟管温度很高。管路系统在热胀和冷缩时，会导致管系的热应力，并对连接设备和船体结构产生很大的作用力，因此膨胀节的选型、管路系统的布置、支撑类型和结构等将直接影响船体和连接机器的安全。结合工程实例，采用CAESARll管道应力分析

2、软件对高温管道进行静力学及动力学模态分析。按照大口径管道的弯头和三通的柔性系数对模型进行特殊考虑。经过模拟分析计算，证实该高温管道系统的一次应力和二次应力均满足标准要求。关键词管道应力；高温；排烟管；海洋平台；大口径管；中图分类号TE973．9文献标志码A文章编号：2095—7297(2015)01—0036—04StressAnalysisofHighTemperaturePipinginOffshorePlatformXUHong—mei，LILei，HANHua-wei，ZHANGGong，ZHANGTan—

3、long(CIMCOffshoreF_mgineeringInstituteLtd．，Yantai，Sttandong264000。China)AbstractThetemperatureofexhaustpipeinoffshoreplatformisveryhigh．Thishightemperaturewillcausethermalstressinpipingsystemandlargeforcetoconnectingmachineandhullstructureduringpipingthermalex

4、pansionandcontraction．Selectionofexpansionjoint，pipelinearrangement，aswellastypeandstructureofthesupportshavedirecteffectsonthesafetyofconnectingmachineandhullstructure．StaticanalysisandmodalanalysisarecarriedoutwithC创黜1Ipipingstressanalysissoftware．Theflexibl

5、efactorsofbendandteeoflargediameterpipeareincludedasreferences．Accordingtothecalculationresults，theprimarystressandsecondarystressofhightemperaturepipingsystemcanmeetthestandards．Keywordspipingstress；exhaustpipe；hightemperature；offshoreplatform；largediameterpi

6、pe0引言1管道应力分析海洋平台中排烟管系统的温度高达400℃。当管道受热膨胀和遇冷收缩时，将对与其相连的机器、设备和船体结构产生作用力，而机器、设备和船体结构也将对管道产生反作用力，并在管道中引起应力。当管道系统比较刚硬时，这种应力比较大，可能导致管道和船体结构的破坏，并可能影响到机器、设备的正常运行。目前基本上没有对海洋钻井平台中的高温管道系统进行详细的管道应力分析。如果只凭经验设计，则会在膨胀节选型和支撑结构设计等方面造成一定的资源浪费，而且对于系统的安全性造成一定的隐患。考虑实际需求，本文采用CAESARI

7、I软件对高温管道进行了应力分析。管道应力分析是对管道系统进行柔性设计，并对所设计的管道系统做出强度和刚度的评价，为管系的经济分析和安全保障提供依据。1_j。1．1分析内容高温管道系统的柔性是指管道通过自身变形吸收热胀、冷缩和其他位移变形的能力。在进行高温管道设计时，在保证管道具有足够的柔性来吸收位移应变的前提下，应使管道的长度尽可能短或投资尽可能少。在管道柔性设计中，除考虑管道自身的热胀冷缩外，还要考虑管道端点的附加位移。管道应力分析即柔性分析的目的是保证高温管道应力在规范的许用范围内；使设备管口载荷符合制造商的收

8、稿Et期：2014—12—12作者简介：徐红梅(1982一)，女，硕士，工程师，主要从事海洋结构物的管道应力分析研究。第1期徐红梅，等：海洋平台中高温管道系统的应力分析要求或公认的标准；计算出作用在管道支吊架上的载荷，用于设计合理的支吊架形式和结构；解决高温管道动力学问题；帮助配管优化。1．2分析步骤管道系统应力分析主要包括三个步骤：首先是确定输人参数，正确