管道机械专业工程设计的统一规定

山东洪鼎化工有限公司 14万吨/年己二酸工程 管道机械专业工程设计统一规定 工程号： S1044G 设计阶段： 施工图 编制： 批准：2010年11月25日1. 概述 该工程设计统一规定适用于山东洪鼎化工有限公司 14万吨/年己二酸工程施工图阶段的管道机械专业。2 管道机械专业判定临界管系规定（强制性规定）首先执行建设部二000年十月十八日发布的工程建设标准强制性条文中有关管系柔性计算的范围规定。2.1 管道的设计温度小于等于-50、或大于等于100，均应为柔性计算的范围。2.2 对柔性计算的管道公称直径范围应按设计温度和管道布置的具体情况在工程设计时确定。2.3 本节第1.1条所述条件以外的，且符合下列条件之一的管道，应列入柔性计算的范围：2.3.1 室外环境温度影响的无隔热层长距离的管道；2.3.2 管道端点附加位移量大，不能用经验判断其柔性的管道；2.3.3 小支管与大管连接，且大管有位移并会影响柔性的判断时，小管应与大道同时计算。2.4 对于与敏感机器、设备相连的或高温、高压或循环当量数大于7000等重要的以及工程设计有严格要求的管道，应采用计算机程序进行柔性计算。2.5 对有压力脉动的管道，决定支架间距时，应核算管道固有频率，防止管道产生共振。3化工装置管道机械设计规定HG/T20645-1998中临界管系的判断规定3.1 以下管系必须通过计算机计算。3.1.1 汽轮机的吸入口和排出口管道；3.1.2 离心式压缩机的吸入口和排出口管道；3.1.3 往复式压缩机的吸入口和排出口管道。3.2 一般应计算的管系3.2.1 吸入口和排出口连接管道。1) 公称管径等于或大于100mm,且温度等于或高于230，或者等于或低于-20的管道；2) 管径比泵接口大（指异径连接）的管道。3.2.2 符合有关规范要求的管道1) 锅炉规范中规定要进行柔性分析的管道；2) 规范中规定要进行柔性分析的管道。3.2.3 与空冷器连接的管道1) 公称直径等于或大于150mm的所有管道；2) 温度等于或高于120的所有的管道。3.2.4 与炉子连接的管道1) 公称直径等于或大于150mm的连接管口的管道；2) 温度等于或高于230连接管口的管道。3.2.5 其它管道1) 所有的冷箱(整体冷装置)管道；2) 连接到压力容器的重要管道；3) 所有由工艺系统专业提出的重要管道和所有内部绝热管道；4) 公称直径等于或大于150mm的管廊上的管道；5) 所有铝及铝合金管道；6) 非金属管道或非金属衬里的金属管道。3.2.6 特殊需要的管道1) 其它专业要求计算的管道；2) 用户要求计算的管道。3.3 执行本规定时，应注意以下几点提示：1) 首先应使用已有的可靠的(或成功的)经验，以避免不必要的重复性工作；2) 本规定使用范围较宽，应根据工程或用户的要求全面考虑，正确确定使用范围。4 设计方法的确定4.1 管道柔性设计方法应根据管道所连接的设备类型、管道操作温度和直径等设计要求确定。4.2 下列管道宜在计算机分析的基础上进行柔性设计：4.2.1 临界管系中要求计算机分析的管道；4.2.2 工程设计中专门要求计算机分析的管道；4.2.3 利用图表或其它简化法初步分析后，表明需要进一步详细分析的管道。4.3 下列管道可不再进行柔性设计：4.3.1 与运行良好的管道柔性相同或基本相当的管道；4.3.2 和已分析的管道比较，确认有足够柔性的管道；4.3.3 对具有同一直径、同一壁厚、无支管、两端固定、无中间约束并能满足下式要求的非剧毒介质管道： 208.4 (4.3-1)管子外径，mm；Y管段总位移，mm；YX2+Y2+Z2 (4.3-2)X、Y、Z分别为管段在X、Y、Z轴方向的位移，mm；U管段两固定点间的直线距离，m；L管段在固定点间的展开长度，m。式(4.3-1)不适用于下列管道：1) 在剧烈循环条件下运行，有疲劳危险的管道；2) 大直径薄壁管道(管件应力增强系数i5)；3) 端点附加位移量占总位移量大部分的管道；4) L/U2.5的不等腿U形弯管管道，或近似直线的锯齿状管道。5 设计参数的确定5.1 管道设计压力应根据工艺设计条件及下列要求确定。5.1.1 管道设计压力不应低于正常操作中可能出现的最高压力。5.1.2 当管道在不同操作条件下运行时，应取其最苛刻的压力温度组合。5.2 管道设计温度应根据工艺设计条件及下列要求确定。5.2.1 对于无隔热层管道：介质温度低于38时，取介质温度为设计温度；介质温度等于或高于38时，取介质温度的95%为设计温度。5.2.2 对于外隔热层管道：除另有计算或经验数据外，应取介质温度为设计温度。5.2.3 对于蒸汽伴热管道、蒸汽夹套管道和需要蒸汽吹扫的管道：介质温度高于蒸汽温度时，取介质温度作为设计温度；介质温度低于蒸汽温度时，对蒸汽夹套管道和需要蒸汽吹扫的管道取蒸汽饱和温度，对蒸汽伴热管道取蒸汽饱和温度减去10作为设计温度。5.2.4 对于衬里管道应根据计算或经验数据确定设计温度。5.2.5对于安全泄压管道，应取排放时可能出现的最高或最低温度作为设计温度。进行管道柔性设计时，不仅应考虑正常操作条件下的温度，还应考虑开车、停车情况。5.2.6 除另有规定，管道安装温度宜取20。5.2.7 管材的弹性模量应按工业金属管道设计规范（2008年版）附录B.0.1选取。5.2.8 管材的平均线膨胀系数应按工业金属管道设计规范（2008年版）附录B.0.2选取。6 评定标准6.1 钢管的许用应力应按工业金属管道设计规范（2008年版）附录A取值。6.2 管道由于热胀冷缩和其它位移受约束而产生的二次应力不得大于按下式计算的许用应力范围。Af(1.25C+0.25h) (6.2-1)式中： A管子材料的许用应力范围，Mpa； C 管子材料在20时的许用应力，Mpa； h管子材料在设计温度下的许用应力，Mpa； f在预计寿命内，考虑循环总次数影响的许用应力范围的减小系数，按表6.2.0取值。表6.2.0减小系数f值 循 环 次 数f7,0001.07,000 14,0000.914,000 22,0000.822,000 45,0000.745,000 100,0000.6100,000250,0000.5 6.3 当计算的应力范围不能满足第6.2条的要求，且内压和外部持续荷载产生的一次应力低于h ，剩余部分在加在许用应力范围中，以扩大二次应力的许用范围。在此情况下，许用应力范围应按下式计算。 Af1.25 C + h-L (6.3-1)式中：L由内压及持续外载产生的纵向应力，Mpa。6.4 对于开停车、放空、蒸汽吹扫等短时操作情况，可按下列规定提高管道的许用应力：当一次超载持续时间不超过10h，每年累计不超过100h，许用应力可提高33%。当一次超载持续时间不超过50h，每年累计不超过500h时，许用应力可提高20%。6.5 对弯头、三通等连接处应考虑柔度系数和应力增强系数，并按工业金属管道设计规范（2008年版）附录E计算。6.6 管道对设备的允许推力和力矩应由制造厂提出，当制造厂无数据时，可按下列规定进行核算：单列、中心线安装、两点支承的离心泵，其允许推力和力矩符合API Std 610规定。尺寸较小的非冷凝式通用汽轮机，蒸汽管道对汽轮机接管法兰的最大允许推力和力矩应符合NEMA SM23的规定。离心压缩机的管道对压缩机接管法兰的最大允许推力和力矩应取NEMA SM23规定值的1.85倍。管道施加到空冷器管法兰上的最大允许推力和力矩符合API Std 661的推荐值。加热炉接管的推力和力矩应符合下列要求：6.6.1加热炉接管的允许推力和力矩应由加热炉设计单位确定，并应符合相应标准规范的要求；6.6.2 加热炉炉管接管的位移应由加热炉设计单位提出；6.6.3 与加热炉连接的管道应单独支承，使炉管不承受相连接管道的垂直荷载；6.6.4 压力容器接管的允许推力和力矩应由压力容器设计单