浅谈应力分析在中缅原油管道工程（缅甸段）施工图设计中应用.pdf

学兔兔学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报)2014年8月第36卷第8期 Journal of Oil and Gas l~chnology(J．JpI)Aug．2014 Vo1．36 No．8 浅谈应力分析在中缅原油管道工程 (缅甸段) 施工图设计中的应用 黄龙，杨嘉，西之华 (中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊065000) 刘守龙 (中国石油天然气管道局东南亚项目经理部河北廊坊065000) [摘要]站场进出站管道安装是否合理极大地影响着与管道相连的设备能否正常运行，若安装不合理则可能 引起设备的损坏、管道因应力而变形等一系列问题。基于此，通过选取中缅原油管道工程 (缅甸段)的典 型站场一 曼德勒泵站，应用CAESARⅡ应力分析软件进行建模，结合应力分析结果，对几种工艺安装方 式进行了比选，从而获得了最优的设计方案。应力分析对管道安装设计具有较好的指导意义。 [关键词]进出站；管道安装；应力分析；最优方案 [中图分类号]TE973．07 [文献标志码]A [文章编号]1000—9752(2014)08—0237—04 1 项目概述 巾缅原油管道工程 (缅甸段)起自缅甸西海岸的马德岛，途经缅甸的若开邦、马圭省、曼德勒省、掸 邦后，至中国云南省的边境瑞丽市。缅甸境内干线全长770．5kin，管径813mm，设计压力8～14．5MPa。 钢管采用X70螺旋埋弧焊钢管和直缝埋弧焊钢管，管道采用埋地敷设，外壁防腐采用3层PE。管道沿线 共设有5座工艺站场：马德首站、新康丹泵站、曼德勒泵站、地泊泵站、南坎计量站。设有32座线路截 断阀室，其中8座监控阀室，12座单向阀室，12座手动阀室。 笔者基于中缅原油管道沿线气象资料、勘察资料和站场的工艺参数，选取全线温度、压力最为苛刻的 曼德勒泵站，利用应力分析软件对该站场的进出站管道进行应力分析，并通过比较结果。探讨各种工艺安 装形式对进出站管道和设备的影响，从而阐明了应力分析在中缅原油管道工程 (缅甸段)中的应用及指导 意义。 2 管道应力分析 管道应力分析是压力管理设计的基础，它直接关系到管道自身和与其相连的机器、设备、土建结构的 安全。一般根据经验分析、简单软件分析、详细软件分析等3种方法进行判断。笔者采用美国CODE公司 的应力分析软件CAESARⅡ，其是以3D梁单元模型为基础的有限元分析软件 ]。 2．1 应力分析步骤 1)建立管道系统模型，通过CAESAR II应力分析软件建立模型。 2)对管道系统模型进行运算，判断管道的载荷、应力和位移是否满足工程需要和规范要求。 3)如果满足工程需要和规范要求，结束计算。如果不满足，判断是否可以通过改变管道约束来满足。 如果仍旧不满足，则通过修改设计图纸，改变管道布置，重新对管道建模进行分析直至满足条件。 2．2 CAESARⅡ分析原理 曼德勒泵站为站内输油管道，CAESAR II软件根据工程设计规范ASME B 31．3_2 对管道进行分析。 [收稿日期]2014—07—11 [作者简介]黄龙 (1984一)，男，2010年西安交通大学毕业，硕士，工程师，现主要从事油气储运管道工程设计工作。 学兔兔学兔兔 油气管道工程 2014年8月 ASME B 31．3规范要求工程师计算和检 查在持续工况和膨胀工况下的载荷及应力 情况。 1)持续载荷 (SUS)：就是不考虑温差引 起的应力对管系的影响，仅考虑管系由重力 和内压力所引起的应力工况。 SI ≤ Sh (1) 式中：S 为持续 (一次)载荷应力，kPa；S 为在热态 (操作)温度下材料的基本许用应 力，kPa。 2)热膨胀 (EXP)：该工况考虑温度，即 管道的热膨胀影响所产生的应力和载荷：