管道应力分析基础知识.pdfVIP

CAESARII 基咄知识 管道应力分析基础知识管道应力分析基础知识 管道应力分析基础知识管道应力分析基础知识 1．管道应力分析的原则 管道应力分析应保证管道在设计条件下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、管道支 撑或端点附加位移造成应力问题。 2．管道应力分析的主要内容 管道应力分析分为静力分析和动力分析。 静力分析包括： 1）压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏； 2 ）管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳 破坏； 3 ）管道对设备作用力的计算——防止作用力太大，保证设备正常运行； 4 ）管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据； 5 ）管道上法兰的受力计算——防止法兰汇漏 动力分析包括： l ）管道自振频率分析——防止管道系统共振； 2 ）管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力； 3 ）往复压缩机 （泵）气（液）柱频率分析——防止气柱共振； 4 ）往复压缩机 （泵）压力脉动分析——控制压力脉动值 3．管道上可能承受的荷载 1）重力荷载：包括管道自重、保温重、介质重和积雪重等； 2 ）压力荷载：压力载荷包括内压力和外压力； 3 ）位移荷载：位移载荷包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移、支撑沉降等； 4 ）风荷载； 5 ）地震荷载； 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 1 CAESARII 基础知识 6 ）瞬变流冲击荷载：如安全阀启跳或阀门的快速启闭时的压力冲击： 7 ）两相流脉动荷载； 8 ）压力脉动荷载：如往复压缩机往复运动所产生的压力脉动； 9 ）机械振动荷载：如回转设备的振动。 4．管道应力分析的目的 1）为了使管道和管件内的应力不超过许用应力值； 2 ）为了使与管系相连的设备的管道荷载在制造商或国际规范 （如NEMA SM-23 、 API-610 、API-6 17 等）规定的许用范围内； 3 ）为了使与管系相连的设备管口的局部应力在 ASME Vlll 的允许范围内； 4 ）为了计算管系中支架和约束的设计荷载； 5 ）为了进行操作工况碰撞检查而确定管于的位移； 6 ）为了优化管系设计。 5．管道柔性设计方法的确定 一般说来，下述管系必须利用应力分析软件 （如CAESAR II ）通过计算机进行计算及 分析。 1）与贮罐相连的，公称管径 12”及以上且设计温度在 100 度及上的管线； 2 API 617 API 618 3 ）离心式压缩机 ）及往复式压缩机 ）的 ”及以上的进、出口管 线： 3 ）蒸汽透平 NAME SM23 ）的入口、出口和抽提管线； 4 API 610 4 100 -20 ）泵 ）——公称管径 ”及以上且温度 度及以上或温度 度及以下的 吸入。排出管线； 5 API 661 6 120 ）空冷器 ）——公称管径 ”及以上且温度 度及以上的进、出口管线； 6 ）加热炉 API 560 ）——与管口相连的 6 ”及以上和温度 200 度及以上的管线； 7 ）相当长的直管，如界区外的管廊上的管线； 8 ）法兰处的泄漏会造成重大危险的管线，如氧气