管道应力及热力管道培训讲义.doc

管道应力及热力管道培训讲义 主要讲以下几项主要内容：应力的概念、应力分析的目的、应力分析的方法、柔性设计、热伸长的计算、补偿方法、常用的补偿器、常用支架的种类、常用管托的种类、推力计算一、管道机械（管道应力）1．应力材料单位面积上受到的力。2．一次应力由于外载（包括内压、管道自重、保温材料、雪荷载）的作用所产生的应力。特点：随外加荷载的增加而增加，且无自限性，当其值超过材料的屈服极限时，管道将产生塑性变形而破坏，(一般情况下一次应力超标是由于缺少管架或管架布置不当引起)。3．二次应力（温度应力、热应力）是由于管道温度升高、管道变形受到约束而产生的应力，称为二次应力。它由管道热胀冷缩、端点位移等引起。（假如管道一端固定，另一端自由则不产生应力）。二次应力的特点是：具有自限性，当管道局部变形或产生小量变形时，就能降低下来。二次应力过大时，将使管道产生疲劳破坏。二次应力产生的破坏，是管系在冷热状态下的反复交变应力作用下出现反复塑性变形，并因塑性应变的反复累计而引起疲劳破坏。因此，对二次应力的限定采用许用应力范围植和限定交变循环次数加以控制。管道应力分析分为静力分析和动力分析静力分析包括： 压力荷载和持续外载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏。 管道热胀冷缩以及端点附加位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳破坏。 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。 管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据。 管道上法兰的受力计算——防止法兰泄漏。 管道位移计算——防止管道碰撞和支吊点位移过大，或管道掉至支架下面。动力分析包括： 管道自振频率分析——防止管道系统共振。 管道强迫振动分析——控制管道振动及应力。 往复式压缩机气柱频率分析——防止气柱共振。 往复式压缩机压力脉动分析——控制压力脉动值。二、应力分析的方法，常用的有三种1、目测法：目测人具有相当的水平和工程经验。2、公式法：（图表法）常用的手册有“简明动力管道手册”“热力管道”“化工管路设计手册” 等3．计算机计算法：目前国际通用的管道应力分析软件为美国COADE公司编制CAESAII。三、管道应力分析常用的规范标准及设计手册1)? ?GB 50316-2000《工业金属管道设计规范》2)? ?SH/T 3041-2002《石油化工管道柔性设计规范》3)? ?SH /T3039-2003《石油化工非埋地管道抗震设计通则》4)? ?SH 3059-2001《石油化工管道设计器材选用通则》5)? ?SH /T3073-2004《石油化工管道支吊架设计规范》6)? ?JB/T 8130.1-1999《恒力弹簧支吊架》7)? ?JB/T 8130.2-1999《可变弹簧支吊架》8)? ?GB/T 12777-1999《金属波纹管膨胀节通用技术条件》9)? ?GB50251-2003《输气管道工程设计规范》10)? ?? ?? ?GB50253-2003《输油管道工程设计规范》11)? ?? ?? ?DL/T5054-1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》12)? ?? ?? ?SDGJ6-90《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》13)? ?? ?? ?HG/T 20645-1998《化工装置管道机械设计规范》14）《热力管道》山西出版社15）《简明动力管道设计手册》机械工业出版社16）《化工管路手册》17)《化工工艺设计手册》五、压力管道的柔性设计1．管道计算温度的确定管道的计算温度应根据工艺设计条件及下列要求确定：1) 对于无隔热层管道：介质温度低于65时， 取介质温度为计算温度； 介质温度等于或高于65时， 取介质温度的95%为计算温度；2) 对于有外隔热层管道， 除另有计算或经验数据外， 应取介质温度为计算温度；（最常用）3) 对于夹套管道应取内管或套管介质温度的较高者作为计算温度；4) 对于外伴热管道应根据具体条件确定计算温度；5) 对于衬里管道应根据计算或经验数据确定计算温度；6) 对于安全泄压管道， 应取排放时可能出现的最高或最低温度作为计算温度；7) 进行管道柔性设计时，不仅应考虑正常操作条件下的温度，还应考虑开车、停车、除焦、再生及蒸汽吹扫等工况。2．管道安装温度管道安装温度应按区域温度计取，一般取5~20。3．管道计算压力管道计算压力宜取计算温度下对应的操作压力。?4．管道柔性管道柔性是反映管道变形难易程度的一个物理概念。它表示管道通过自身变形吸收热胀冷缩和其它位移变形的能力。进行管道设计时，应在保证管道具有足够的柔性来吸收位移应变的前提下，使管道的长度尽可能缩短。投资尽可能减少。在管道柔性设计中，除考虑管道本身的热