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管道应力分析专题
主讲:李中央
中国寰球工程公司
联系电话: 010 –主办:中国石油和石油化工设备工业协会;一、管道应力分析的目的
1、使管道应力在规范的许用范围内,保证管道系统的整体安全
2、使动(静)设备管口载荷符合制造商或公认的标准—使其能长周期、平稳运转
3、给结构及各种支撑提供设计载荷
4、确定管道热位移及各种冲击载荷所导致的管道位移
5、解决管道动力学问题:机械振动、脉动、安全阀排放等
6、优化配管设计 ;二、管道应力分析基础知识
2.1、应力、应变及应力状态
2.2、材料的机械性能
2.3、强度理论
2.4、管道变形的基本形式
2.5、管道中的应力状态
2.6、管道应力分类
2.6.1、应力分类校核遵循的原则
2.6.2、管道应力分析中的应力分类
2.6.3、管道应力分析中一次和二次应力超标原因
2.7、管道应力分析所遵循的标准;三、管道的???性设计
3.1、柔性定义及柔性设计的方法和目的
a)定义
b)目的
c)设计方法
d)端点位移考虑
3.2、是否进行详细柔性设计的判别方法
a)应进行详细柔性设计的管道
b)可以不进行详细柔性设计的管道
c)判别式的使用方法与注意事项
3.3、管道的热补偿;三、管道的柔性设计
3.4、应力增大因子
3.5、柔性分析方程
3.6、弹性模量随温度变化效应
3.7、柔性分析的另一规则;四、管道应力分析的职责
4.1、应力分析(静力分析、动力分析);
4.2、对重要管线的壁厚进行计算,包括特殊管件的应力分析;
4.3、对动设备(机泵、空冷器、透平等)管口受力进行校核计算;
4.4、管架设计;
4.5、审核供货商文件;
4.6、编制、修改相关规定;
4.7、编制应力分析及管架设计工程规定;
4.8、本专业人员培训;
4.9、进度、质量及人工时控制 ;
4.10、参加现场技术服务;;五、管道机械专业(应力分析)常用的标准规范
1、GB50316-2000《工业金属管道设计规范》
2、HG/T20645-1998《化工装置管道机械设计规定》
3、SH/T3041-2002《石油化工企业管道柔性设计规范》
4、GB150《钢制压力容器》
5、JB/T8130.1-1999 《恒力弹簧支吊架》
6、JB/T8130.2-1999 《可变弹簧支吊架》
7、GB 50251-2003 《输气管道工程设计规范》
8、GB 50253-2003 《输油管道工程设计规范》
9、ASME/ANSI B31.1 -- Power Piping;10、ASME/ANSI B31.3 Process Piping
11、ASME/ANSI B31.4 Liquid Transmission and Distribution piping systems
12、ASME/ANSI B31.8 Gas Transmission and Distribution piping systems
13、API610 -- 离心泵
14、NEMA SM23 -- 透平
15、API617 -- 离心式压缩机
16、API618 -- 往复式压缩机
17、API661 -- 空冷器
18、ANSI/B31.1、APIRP520 -- 安全阀、爆破膜;六、工程设计阶段管机专业的任务
6.1、初步设计、基础设计阶段
⑴ 编制工程设计规定(应力分析、管架设计) (四级签署);
(2) 参加设备布置工作;
(3) 对主要管线的走向进行应力分析和评定。
;6.2、详细设计阶段
⑴ 修订工程设计规定(应力分析、管架设计)
(四级签署);
⑵ 重要管线的壁厚计算,特殊管件的应力分析;
⑶ 编制临界管线表(三级签署) — 应力分析管线表
静力分析
⑷ 应力分析 (三、四级);
动力分析
⑸ 卧式容器固定端确定,立式设备支耳标高确定;
⑹ 支管补强计算;
⑺ 动设备许用荷载校核(四级) ; ⑻ 夹套管(蒸汽、热油、热水)计算(端部强度计算、内部导向翼板位置确定、同时包括任何应力分析管道的所有内容);
⑼ 往复式压缩机、往复泵动力分析(四级);
⑽ 安全阀、爆破膜泄放反力计算;
⑾ 结构、建筑荷载条件;
⑿ 设备管口荷载、预焊件条件;
⒀ 编制弹簧架采购MR文件及弹簧架技术数据表;
⒁ 编制柔性件(膨胀节、软管等)采购MR文件及技术数据表;;6.3、各文件应包含的内容:
⑴ 工程规定内容
A、适用范围;
B、概述;
C、设计中采用的标准规范;
D、计算程序(软件);
E、设计温度、压力、安装温度(环境温度)、压力;
F、设计荷载 — 风压值;
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