压力管道柔性设计

压力管道柔性设计 1.管道的基础条件 包括：介质 温度 压力 管径 壁厚 材质 荷载 端点位移等。 2.管道的计算温度确定 管道的计算温度应根据工艺设计条件及下列要求确定： 1) 对于无隔热层管道：介质温度低于65时， 取介质温度为计算温度； 介质温度等于或高于65时， 取介质温度的95%为计算温度； 2) 对于有外隔热层管道， 除另有计算或经验数据外， 应取介质温度为计算温度； 3) 对于夹套管道应取内管或套管介质温度的较高者作为计算温度； 4) 对于外伴热管道应根据具体条件确定计算温度； 5) 对于衬里管道应根据计算或经验数据确定计算温度； 6) 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计算温度； 7) 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、除焦、再生及蒸汽吹扫等工况。 3.管道安装温度宜取20（除另有规定外）。 4.管道计算压力应取计算温度下对应的操作压力。 5.管道钢材参数按石油化工管道柔性设计规范SH/T30412002执行 1) 钢材平均线膨胀系数可参照附录A选取。 2) 钢材弹性模量可参照附录B选取。 3) 计算二次应力范围时，管材的弹性模量应取安装温度下钢材的弹性模量。 6.管道壁厚计算 1) 内压金属直管的壁厚 根据SH 3059-2001石油化工管道设计器材选用通则确定： 当S0 0.385时，直管壁厚应根据断裂理论、疲劳、热应力及材料特性等因素综合考虑确定。 2）对于外压直管的壁厚 应根据GB 150-1998钢制压力容器规定的方法确定。 7.管道上的荷载 管道上可能承受的荷载有： 1）重力荷载， 包括管道自重、保温重、介质重和积雪重等； 2) 压力荷载，压力荷载包括内压力和外压力； 3) 位移荷载，位移荷载包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移、支承沉降等； 4) 风荷载； 5) 地震荷载； 6) 瞬变流冲击荷载，如安全阀启跳或阀门的快速启闭时的压力冲击； 7) 两相流脉动荷载； 8) 压力脉动荷载，如往复压缩机往复运动所产生的压力脉动； 9) 机器振动荷载，如回转设备的振动。 8.管道端点的附加位移 在管道柔性设计中，除考虑管道本身的热胀冷缩外，还应考虑下列管道端点的附加位移： 1) 静设备热胀冷缩时对连接管道施加的附加位移； 2) 转动设备热胀冷缩在连接管口处产生的附加位移； 3) 加热炉管对加热炉进出口管道施加的附加位移； 4)储罐等设备基础沉降在连接管口处产生的附加位移；5)不和主管一起分析的支管，应将分支点处主管的位移作为支管端点的附加位移。9.管道布置 管道的布置尽量利用自然补偿能力： 1) 改变管道的走向，以增加整个管道的柔性； 2) 利用弹簧支吊架放松约束； 3) 改变设备布置。 4) 对于复杂管道可用固定点将其划分成几个形状较为简单的管段，如L形、形、Z形等管段。确定管道固定点位置时，宜使两固定点间的管段能够自然补偿。 10. 宜采用计算机分析方法进行详细柔性设计的管道 1)操作温度大于400 或小于50 的管道； 2)进出加热炉及蒸汽发生器的高温管道； 3)进出反应器的高温管道； 4)进出汽轮机的蒸汽管道； 5)进出离心压缩机、往复式压缩机的工艺管道； 6)与离心泵连接的管道， 可根据设计要求或按图 1-1 确定柔性设计方法； 图 1-1与离心泵连接管道柔性设计方法的选择 7)设备管口有特殊受力要求的其他管道； 8)利用简化分析方法分析后，表明需进一步详细分析的管道。 11. 不需要进行计算机应力分析的管道 1)与运行良好的管道柔性相同或基本相当的管道； 2)和已分析管道相比较， 确认有足够柔性的管道； 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式 (1) 和式 (2) 要求的非极度危害或非高度危害介质管道。 DoY/(L-U)2 208.3 (1) Y = (X2+Y2+Z2)1/2 (2） 式中：DO管道外径， mm； Y管道总线位移全补偿值，mm； x、y、z分别为管道沿坐标轴x、y、z方向的线位移全补偿值，mm； L管系在两固定点之间的展开长度，m； U管系在两固定点之间的直线距离，m。 式 ( l ）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) 不在这接固定点方向的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， 或近似直线的锯齿状管道。 12. 管道端点无附加角位移时管道线位移全补偿值计算 当管道端点无附加角位移时，管道线位移全补偿值应按下列公式计算： X=XB-XA-XtAB Y=YB-YA-YtAB Z=ZB-ZA-ZtAB XtAB =1(XB XA）(T T0） YtAB =1(YB YA）(T T0） ZtAB =1(ZB ZA）(T T0） 式中： X、Y、Z 分别为管道沿坐标轴X、Y、Z方向的线位移全补偿值，mm： XA、YA、ZA分别为管道的始端A沿坐标轴X、Y、Z方向的附加线位移，mm； XB、YB、ZB分别为管道的末端B沿坐标轴X、Y、Z方向的附加线位移，mm； XtAB、YtAB、ZtAB分别为管道AB沿坐标