管机讲稿-协会-2012-11.ppt

管道应力分析 主讲：张西平 华陆工程科技有限责任公司 联系电话： 029 –主办：中国石油和化工勘察设计协会 一、管机专业的职责 1. 负责对规定范围内的管系进行应力分析（静力分析、动力分析）； 2. 负责对重要管线的壁厚进行计算，包括特殊管件的应力分析； 3. 负责对敏感设备（机泵、空冷器、透平等）管口受力进行校核计算； 4. 负责对装置内的管道进行管架设计； 5. 审查供货商提供的有关文件； 6. 编制、修定专业标准、规范、规定和手册等基础工作； 7. 编制应力分析及管架设计工程规定； 8. 本专业人员技能的培训； 9. 设计进度、质量及人工时控制； 10. 参加现场技术服务。 二、管道机械专业（应力分析）常用的标准规范 1. GB/T20801.1~6-2006《压力管道规范 工业管道》 2. GB50316-2000（2008年版）《工业金属管道设计规范》 3. HG/T20645-1998《化工装置管道机械设计规定》 4. SH/T3041-2002《石油化工企业管道柔性设计规范》 5. GB150.1~4-2011《压力容器》 6. JB/T8130.1-1999《恒力弹簧支吊架》 7. JB/T8130.2-1999《可变弹簧支吊架》 8. GB50251-2003《输气管道工程设计规范》 9. GB50253-2003《输油管道工程设计规范》 10. GB/T12777-2008《金属波纹管膨胀节通用技术条件》 二、管道机械专业（应力分析）常用的标准规范 11. ASME/ANSI B31.1-Power Piping 12. ASME/ANSI B31.3-Process Piping 13. ASME/ANSI B31.4-Liquid Transmission and Distribution piping systems 14. ASME/ANSI B31.8-Gas Transmission and Distribution piping systems 15. API610-离心泵 16. NEMA SM23-透平 17. API617-离心式压缩机 18. API618-往复式压缩机 19. API661-空冷器 20. ANSI/B31.1、APIRP520-安全阀、爆破膜 三、工程设计阶段管机专业的任务 1、初步设计、基础工程设计阶段 (1) 编制工程设计规定(应力分析、管架设计) (四级签署)； (2) 参与设备布置工作； (3) 对主要管线的走向进行应力分析和评定； (4) 必要时编制技术风险备忘。 三、工程设计阶段管机专业的任务 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，同时包括应力分析管道的所有内容)； ⑼ 往复式压缩机、往复泵管系的动力分析(四级)； ⑽ 安全阀、爆破膜泄放反力计算； ⑾ 向结构、建筑专业提出荷载条件； ⑿ 向设备专业提出管口荷载、支承预焊件条件； ⒀ 编制管架表； ⒁ 绘制非标管架图； ⒂ 编制管架综合材料表； ⒃ 编制弹簧架采购MR文件及弹簧支吊架技术数据表； ⒄ 编制柔性件(膨胀节、软管等)采购MR文件及技术数据表； ⒅ 管架施工安装说明。 四、应力的基本概念 1. 正应力：正应力是作用在材料晶体结构正面方向的应力。 2. 管子轴向应力：轴向应力就是作用于平行管子轴线的正应力。 3. 周向应力：是在管子中出现的另一类正应力，它的方向是垂直于轴向的。其中之一就是内压引起的正应力叫做周向应力。周向应力的方向平行于管壁圆周的切线方向。 4. 径向应力：径向应力是作用在管壁上的第三种正应力，它与管子的半径方向平行并作用于第三垂直方向上，径向应力是由内压引起的。 5. 剪应力：剪应力作用在与材料晶体结构平面相平行的方向，并且可能使晶体相毗邻的平面相互产生滑动的趋势，剪应力的产生不仅仅是一种载荷引起的。 四、应力的基本概念 6. 疲劳破坏：管子和容器在正常服务使用数年后，发生了突然的断裂。对于此现象的较好解释是材料的疲劳破坏，这是由于在循环载荷的作用下，材料晶体水平结构平面上的裂痕在扩大而产生的结果。 7. 位移应力范围： F ——安全系数（循环次数减少系数）； Syc——材料在冷（装配）温度下的屈服应力；