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管道应力分析及计算.ppt

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管道应力分析专题,工业管道材料设计与应力分析技术高级培训,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、管道的柔性设计 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,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;— 地震烈度;— 雪荷载;— 土壤的力学性质;G、临界管线表的确定准则(哪些管线该做哪类的应力分析);H、计算及安全性评定准则;I、应力分析工作流程。J、其它,⑵ 壁厚计算 A、当 B、当t 的确定应根据断裂理论、疲劳、热应力及材料特性等因素综合考虑确定。 C、外压直管的壁厚,应根据GB150规定的方法确定。 D、其它的管件(如Y型三通、孔板等)依据相应的规范(GB50316-2000)公式进行计算。,⑶ 临界管线表公式法:D0 — 管外径(mm) Y — 管段总位移(mm) Y=(ΔX2+ΔY2 +ΔZ2)1/2 L — 管段两个固定点的展开长度(m) (AB+BC+CD) U — 管段两个固定点的直线距离(m) (AD间的直线距离) (依据ASME/ANSI B31.1及B3
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