张世忱管道应力分析技术解题.ppt

管道应力分析技术 中国寰球工程公司 张世忱 一、 管道应力分析专业的职责及任务 A 职责 应力分析（静力分析、动力分析） 对重要管线的壁厚进行计算，包括特殊管件的应力分析 对动设备（机泵、空冷器、透平等）管口受力进行校核计算 管架标准的制定及非标管架设计 审核供货商文件 编制、修改相关工程规定 编制应力分析及管架设计工程规定 对相关设计人员进行专业培训 进度、质量及人工时控制 参加现场技术服务 一、 管道应力分析专业的职责及任务 B 工作任务 初步设计、基础设计阶段 (1)编制工程设计规定(应力分析,管架设计) （四级签署） (2)参加设备布置工作 (3)对主要管线的走向进行应力分析和评定 详细设计阶段 ⑴编制工程设计规定（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，高压管，大口径薄壁管 ⑶编制临界管线表（三级签署）------应力分析管线表 一、 管道应力分析专业的职责及任务 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（4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、同时包括任何应力分析管道的所有内容） ⑼往复式压缩机、往复泵动力分析（4级） ⑽安全阀、爆破膜泄放反力计算 ⑾结构、建筑荷载条件 一、 管道应力分析专业的职责及任务 ⑿设备管口荷载、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 * 一、 管道应力分析专业的职责及任务 各文件应包含的内容和工作内容： ⑴工程规定内容 A 适用范围 B 概述 C 设计中采用的标准规范 D 计算程序（软件） E 设计温度、压力、安装温度(环境温度)、压力 F 设计荷载 风载荷(风压值),形状系数 地震烈度,水平加速度因子 雪荷载 土壤的化学、力学性质 水（汽）锤荷载 一、 管道应力分析专业的职责及任务 G 临界管线表的确定准则（哪些管线该做哪类的应力分析） H 计算及安全性评定准则 I 应力分析工作流程 J 其他 ⑵壁厚计算 A 当 一、 管道应力分析专业的职责及任务 B 当 t的确定应根据断裂理论、疲劳、热应力及材料特性等因素综合考虑确定。（高压管道的计算） C 外压直管的壁厚，应根据GB150规定的方法确定。 D 其它的管件（如Y型三通、孔板等）依据相应的规范（GB50316-2000）或公式进行计算。 E 高压管的应力分析 F 大口径薄壁管的应力分析 一、 管道应力分析专业的职责及任务 ⑶ 临界管线表 一、 管道应力分析专业的职责及任务 公式法:  D 管外径（mm） Y 总位移（mm）Y=（ΔX2+ΔY2 +ΔZ2）1/2 L 管线总长（mm） U 管线的直线距离（mm） （依据ASME/ANSI B31.1及B31.3） 一、 管道应力分析专业的职责及任务 一、 管道应力分析专业的职责及任务 ⑷ 应力分析分为静力分析(含疲劳分析，风载荷及地震载荷分析) 和 动力分析。 A. 静力分析包含的内容(何为应力,强度理论) a)一次应力计算及评定---防止管道塑性变形破坏 b)二次应力计算及评定---防止疲劳破坏 c)设备管口受力计算（及评定）---防止作用力太大，保证设备正常运行 d)支承点受力计算---为支吊架设计提供依据 e)管道上法兰受力计算---防止法兰泄漏 f) 两相流及液击冲击载荷计算---为支吊架和结构设计提供依据 一、 管道应力分析专业的职责及任务 B. 动力分析包含的内容 a)管道固有频率分析---防止共振 b)管道强迫振动响应分析---控制管道振动及应力 c)往复式压缩机（泵）气（液）柱频率分析---防止气柱共振 d)往复式压缩机（泵）压力脉动分析--- 控制压力脉动值（δ值） 一、 管道应力分析专业的职责及任务 C. 动力分析要点: a).振源 ①机器动平衡差 ---基础设计不当 ②气流脉动---气柱共振 ③阻力、流速、流向变化异径管、弯头、阀门、孔板等附近产生激力 ④共振---激振力频率等于或接近管线固有频率 b).机器动平衡差---修改基础设计 一、 管道应力分析专业的职责及任务 c). 减少脉动和气柱共振的方法： 1）加大缓冲罐---依据API618计算缓冲罐的体积,一般为气缸容积的10倍以上; 使缓冲罐尽量靠近进出口;但不能放在共振管长位置 2） 两台或三台压缩机的汇集总管为进口管面积之和的三倍。 3）