钢制压力容器分析设计和其管道应力分析比较.pdfVIP

维普资讯 芬 P石油化工设计 etrochemical Design 钢制压力容器分析设计与其 管道应力分析的比较 胡跃华 (北京燕化石 油化 工设计 院，北京 102500) 摘要 ：随着各种工艺装置的不断大型化 ，压力容器和压力管道的压力、温度不断提 高，直径和壁厚 不断加 大，压 力容器分析设计和 压力 管道应 力分析 受到越 来越 多地重视 和应 用。笔 者从基本假 设 、应 用、应力分类和应力校核限制条件等几个方面对两者加 以分析和 比较 。 关键词 ：钢制压力容器 ；钢制压力管道 ；应力分析 ；安定性 ；疲劳 很多工程人员对钢制压力容器分析设计和压 用。可以说离开它 ，配管设计将寸步难行。按照 力管道应力分析既好奇又感觉神秘 ，甚至一些文 应力 的性质分 ，分为静力分析和动力分析两大 献将钢制压力容器与压力管道应力分析的方法等 类 。 同起来。事实上，两者有相似的地方 ，但更多的是 (1)静力分析包括 ： 不同之处 。 ①压力 、重力等载荷作用下的管道一次应力 计算——防止塑性变形破坏 ； 1 压力容器设计与其管道应力分析的比较 ②热胀冷缩以及端点附加位移等载荷作用下 近年来石化装置 的大型化 ，是我国和世界发 的二次应力计算—— 防止疲劳破坏； 展的一个重要趋势 ，由此带来 了压力容器和压力 ③管道对机器 、设备作用力 的计算—— 防止 管道的高参数化 ，即向着大尺寸 、高温、高压 、以及 作用力过大 ，保证机器 、设备的正常运行 ； 深冷的方 向发展。在我 国神华集团煤液化项 目 ④管道支吊架 的受力计算——为支 吊架设计 中，甚至出现 了外径达 5500ram，壁厚达 344mm， 提供依据； 重约 2000t的锻焊加氢反应器 ，对于这样的钢制 ⑤管道上法兰 的受力计算——防止法兰泄 压力容器，采用应力分析设计方法，具有 明显的经 漏 ； 济效益 。例如 ，一个单重 lO00t的加氢反应器按 ⑥管系位移计算——防止管道碰撞和支 吊点 分析方法设计比常规方法设计可减轻设备重量约 位移过大等 。 20 ，节省投资 1000~1200万元 ]。越来越多的 (2)动力分析包括 ： 钢制压力容器和压力管道采用应力分析方法设 ①往复压缩机 (泵)管道气 (液)柱固有频率分 计，压力容器有 了JB4732—1995《钢制压力容器 析—— 防止气 (液)柱共振 ； 一 分析设计标准》，以及 ANSYS和 VAS等应力 ②往复压缩机 (泵)管道压力脉动分析——控 分析软件。相对 于压力容器而言，目前我国压力 制压力脉动值 ； 管道应力 分析还没有统一 的标 准，国家标准 ③管道 固有频率分析——防止管道 系统共 GB50316—2000工业金属管道设计规范》和有关 振； 管道应力分析的行业标准基本上是参照 ASME 收稿 日期 ：2006—10-23。修改稿收到日期 ：2007—01—12。 B31系列 ，至于钢制压力管道应力分析，则主要是 作者简介 ：胡跃华 (1966一)，男 ，湖北黄 冈市人。1988 遵循 ASMEB31．3的要求 ，并采用美国COADE 年毕业于西北大学化工系化