装置内部管道静态应力分析的一般规定.docVIP

1. 本规定适用于石油化工装置内工艺及公用系统地面上的碳素钢、合金钢、铝、铜、铅以及塑料为管材的管道静态应力分析。 2. 在执行本规定的同时，尚应符合本院现行的管道设计的有关规定。 3. 管道应力分析的任务是使整个管道系统（以下简称管系）具有足够的柔性，用以防止由于管系的温度、自重、内压和外载或因管道支架受限和管道端点的附加位移而发生下列情况； （1） 因应力过大或金属疲劳而引起管道或支架损坏； （2） 管道接头处泄漏； （3） 因管道的推力和力矩过大而使管道或与管道连接的设备产生不允许的应力或变形。 4.管道应力分析的要求 4.1 在管系内任何一点上，由重力、压力、集中力而产生的一次应力不许超过管道在操作温度下的许用应力。 4.2 在管系内任何一点上，由热胀或冷缩或端点附加位移而产生的二次应力不应超过管道的热胀许应力范围。 4.3 管道对设备嘴子的作用力和力矩应在设备所允许承受的力和力矩的范围之内。 4.4 管道上各点的位移量应限制在预定的范围之内。 5. 管道应力分析是管道安装设计的重要组成部分。大部分管道的应力分析应在管道规划时进行。 6. 关键性管道的应力分析应在设备布置时进行考虑，否则可能会影响到设备布置的变动或设备嘴子方位的修改。例如： （1） 转油线的应力分析会影响到加热炉与塔的相对位置距离以及支架的布置 （2） 重沸器升气管的应力分析会影响到加热炉与塔的嘴子方位。 （3） 热油泵的进出口管道的应力分析会影响到泵与塔或容器的相对位置和泵的布置以及其他管道的布置。 （4） 压缩机的进出口管道的应力分析会影响到压缩机与有关设备的布置，以及土建厂房梁柱的布置。 7. 在进行管道应分析时，除考虑管道本身由于热胀或冷缩产生的位移之外。还应考虑管道端点的附加位移。例如： （1） 加热炉炉管给予加热炉进出口管道的附加位移。 （2） 塔或立式容器的热伸长给予其嘴子所连接管道的附加位移。 （3） 由冷换设备的固定支座向活动支座方向移动给予设备上连接管道的附加位移。 （4） 泵和压缩机进出口嘴子冷态与热态的相对位移。 （5） 一组并联设备交替操作时，操作设备及管道对于停止操作管道的附加位移。 8. 当一个管系被装置边界线分为两部分时，应作为一个整体考虑并妥善安排其固定点的位置。 9. 当一个管系与其他专业有关系时也应作为一个整体考虑，例如转油线与炉管应做为一个整体考虑其热补偿问题。 10. 重要管系进行应力分析时应考虑磨擦力对整个管系的受力分配。 11. 对于转动设备应尽可能采用吊架，以减少磨擦力对设备嘴子受力的干扰。 12. 转动设备接管的固定点与转动设备的假想死点的距离不宜过大。 13. 转动设备接管的限位支架应与转动设备的假想死点在同一轴线上。 14. 固定点位置的确定是管道应力分析的重要环节，理想的确定应使两个固定点之间的管段能够自补偿，即利用管段的几何形状来吸收由热胀或冷缩产生的位移（包括端点位移）。 15. 较繁杂管系可划分为若干个小管系，分别进行应力分析。但各小管系接头处的边界条件应当一致。 16. 管道在支架上滑动的轴向最大允许位移量不宜超过定型滑动管托长度的40%，以免管道在热胀时将管托滑落于支架梁的下面，而在冷缩时不能恢复原位造成管道或支架损坏。如在补偿值允许的范围内，管道的位移量超过管托长度的40%时，可将管托长度适当加大。 17. 为了减少管系运行初期在工作状态下的应力和管道对连接设备或固定点的推力和力矩以及减少管道的位移量可采用冷紧（即预拉伸或预压缩）的办法。 18. 由于设备布置的原因或其它因素使管系的几何形状受到限制，其补偿能力不能满足自补偿的要求时，应在管系的适当位置安设补偿器。 19. 在选用补偿器时，条件允许应尽量选用弯管形式补偿器（如π型补偿器），波形补偿器或其他补偿器。不宜选用填料函式补偿器。 20. π型补偿器应尽量设在两个固定点的中间位置，以使其两边位移量一致。如不能设在固定点的中间位置时，则L2不得小于1/3L。如下图所示： 21. 波形补偿器一般用于下列情况： （1） 比用弯管形式补偿器更为经济时或安装位置不够时。 （2） 连接两个间距小的设备的管道。其补偿能力不够时。 （3） 为了减少压降，推力或振动，在工艺过程上可行而且在经济上合理时。 （4） 为了保护有严格受力要求的设备嘴子。 22. 波形补偿器一般有三种形式，其使用情况如下： （1） 直管段使用轴向位移形式。