管道冷紧的设计与施工.pdfVIP

维普资讯 炼洫设计 l99s年第25卷第6期 管道冷紧的设计与施工 f． 一 I 洛阳石化工程公司(河南省洛阳市471003) TE77j’／ ^ 摘要：为疆解热态时臂遭的热应力和对固定点 (或设备)的推力及力矩，拎譬作为一种有教方法，在臂道设计 中得到了广芝的应用． 主题词：蕾墁系缱 !曼基 热应力位移 瘴劳 姗馨力通谈 。遣瓴弓觇， 加 ， ’ I 概 进 2 冷紧比．冷紧有效系数及受力计算 冷紧是在管道设计时预先造成管道变形，使 Zl 冷紧比 之产生所要求的初始位移和应力，以平衡初始位 玲紧比是指冷紧量与管道全位移量之比，通 移和最终位移状态下的应力值． 常用百分数来表示． 冷紧作为缓解热态时管道热应力和对固定点 玲紧比的大小与管道工作温度 管道材质 以 (或设备)的推力及力矩，以达到管道安全运行的 及设备允许受力值有关． 一 种简便易行的方法，在管道设计中得到 了广泛 一 般说来，管道工作温度不太高的情况(≤250 应用． ℃)下，冷紧量可取管道全位移量的一半，即冷紧 冷紧的作用是根据冷紧的程度，使管道在冷 比为50％．这样，管道从升温到稳定在工作温 态下承受一定的拉力，以抵消管道热胀或固定点 度，由于热膨胀，管道冷拉应力逐渐减少到无应 位移的作用，降低管道运行韧期在工作状态下的 力状态，直至受压应力。最终位移量约为计算全 热胀应力和管道对询定点(或设备)的推力和力 位移量之半． 矩，但管道的应力范围并未改变，所以对管道 的 当管道工作温度更高 (250℃)时，钢材的 疲劳状态投有影响． 许用应力明显降低，为了尽量减少由于热量I{引起 就钢材的强度来说，在常温下所能承受的载 的附加应力，一般冷紧比取 印％．这样，管道冷 荷较之热态下所承受的载荷要大得多，因此将管 态受力较大，热态受力较小． 道热变形转移到冷态的做法是有利的．所 以，各 对于蠕变温度或接近蠕变温度(碳钢为4o0 种管道设计规范都规定了对管道冷紧的要求． ℃ ．低合金钢为450℃)下工作的管道，钢材进人 当然并非凡是热管道都适宜冷紧，当管道布 蠕变区，其蠕变率陡应力的降低而减少．从理论 置具有 良好的柔性，热胀应力在许用范围内，韧 上说，100％的冷紧，即热态处于无应力状态，就 始应力低于钢材在该工作条件下的屈服限，且对 能消除因热应力而引起的蠕变和非弹性应变的积 端点的推力和力矩都能满足所连接设备的要求 累．实际上。处于蠕变温度范围下工作的管道， 时，或者说，管道的一次应力不超过许用值，二次 其睁紧比不应小于7O％． 应力不超过热胀许用应力范围时，管道也可以不 2．2 冷紧有效系数 冷紧．例如，对连接旋转机械设备的管道一般不 冷紧有效系数。实质上是一个安全系数． 采用玲紧．也有人主张，对连接高温设备的管 在计算管道冷态受力时，冷鬃有效系数一般 道，可以对设备设计和制造提出强度要求，而无 取 1．而在计算管道热态受力时，基于冷紧有