管道应力专业提出的应力分析条件内容
管道应力专业提出的应力分析条件
内容
管道应力专业是工程学科中的重要分支之一，主要研究管道系统中的应力分析问题。管道系统的应力分析是工程设计与成品制造过程中不可或缺的环节，能够为工程师提供关键的设计以及材料选用依据。在进行管道系统的应力分析时，需要掌握一定的应力分析条件，本文将对管道应力专业提出的应力分析条件进行详细介绍。
一、管道设计与材料选用
管道设计是应力分析的基础，必须考虑到各种因素，包括管道直径、壁厚、材料、工作压力、温度和环境等。为了保证管道在使用过程中的安全性，应根据设计要求、材料强度、使用场合等因素，选用适宜的材料并按照规定的方式加工制造管道。
二、管道支承方式
管道在整个系统中当然是一个重要的组成部分，必须支持在恰当位置以保证稳定性，并能承受来自其他组成部分的重量。管道支承方式的设计必须符合管道布置设计和管道材料特性等因素，应选用适当的支承方式，包括管架、吊杆、吊环、卡箍等，以保证管道的稳定性。
三、管道安装方式
管道安装方式对于管道本身的应力分析结果也有不可忽视的影响。管道的安装方式应符合管道材料以及应用环境的特性，如需采用挖坑安装方式则需要考虑地下水位等因素，任何因素变化都会影响到管道的应力分析结果，因此需要在管道设计和安装方案确定前仔细评估，并不断进行跟踪和调整。
四、管道布置方式
管道布置方式的合理性会影响应力分析结果的校准，因此管道应力专业在进行应力分析时需要考虑管道的布置，包括管道直线段与弯管的比例、弯管角度与半径、排水情况等多种因素。在对管道进行应力分析时需要考虑这些因素，并据此对应力结果进行修正和校准。
五、管道载荷分析
在管道系统中，管道本身可以受到多种载荷，如来自其他组成部分的载荷、管道内流体的载荷等。管道载荷分析对于应力分析来说是必需的，载荷分析的结果将被用于计算管道的应力状况，包括弯曲、扭转和拉伸等。在进行应力分析时，需要分别考虑定常载荷和突发载荷。
六、管道温度分析
管道系统在使用过程中的温度变化会对管道本身的应力造成影响，而且不同的管道材料对温度的敏感度也可能不同。因此，管道应力专业在进行应力分析时需要对温度进行分析，并将其考虑在应力分析结果中，以确保管道系统可以在工作温度范围内保持良好的机械性能。
七、管道环境分析
管道系统所处的环境也会对管道本身的应力造成影响。在进行应力分析时，需要研究管道所处环境的特性，包括热传导系数、导热系数、大气含氧量、湿度和酸、碱等化学物质含量等。这些环境因素的不同可能会影响管道的应力状态，因此必须对其进行严格的分析，以确定适当的管道维护和维修方案。
总之，针对管道系统的应力分析需要考虑管道设计与材料选用、管道支承方式、管道安装方式、管道布置方式、管道载荷分析、管道温度分析和管道环境分析等因素，尽可能考虑到所有相关因素才能得出一个较为准确的应力分析结果。
管道应力分析主要内容及要点
管道应力分析的原则 管道应力分析应保证管道在设计条件下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、管道支承或端点附加位移造成应力问题。 ASME B31《压力管道规范》由几个单独出版的卷所组成，每卷均为美国国家标准。它们是子ASME B31 压力管道规范委员会领导下的编制的。 每一卷的规则表明了管道装置的类型，这些类型是在其发展过程中经考虑而确定下来的，如下所列： B31.1 压力管道：主要为发电站、工业设备和公共机构的电厂、地热系统以及集中和分区的供热和供冷系统中的管道。 B31.3 工艺管道：主要为炼油、化工、制药、纺织、造纸、半导体和制冷工厂，以及相关的工艺流程装置和终端设备中的管道。 B31.4 液态烃和其他液体的输送管线系统：工厂与终端设备剑以及终端设备、泵站、调节站和计量站内输送主要为液体产品的管道。 B31.5 冷冻管道：冷冻和二次冷却器的管道 B31.8 气体输送和配气管道系统：生产厂与终端设备（包括压气机、调节站和计量器）间输送主要为气体产品的管道以及集汽管道。 B31.9 房屋建筑用户管道：主要为工业设备、公共结构、商业和市政建筑以及多单元住宅内的管道，但不包括B31.1 所覆盖的只寸、压力和温度范围。 B31.11 稀浆输送管道系统：工厂与终端设备间以及终端设备、泵站和调节站内输送含水稀浆的管道。 管道应力分析的主要内容 一、管道应力分析分为静力分析析 1.静力分析包括： 1)压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏； 2)管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算一一防止疲劳破坏； 3)管道对设备作用力的计算——防止作用力太大，保证设备正常运行； 4)管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据： 5)管道上法兰的受力计算一防止法兰汇漏。 2.动力分析包括： 1)管道自振频率分析一一防止管道系统共振： 2)管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力； 3)往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析一一防止气柱共振； 4)往复压缩机（泵）压力脉动分析——控制压力脉动值。 二、管道上可能承受的荷载 (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：压力载荷包括内压力和外压力； (3)位移荷载：位移载荷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；
管道应力分析
第一章任务与职责 1)管道柔性设计的任务 压力管道柔性设计的任务是使整个管道系统具有足够的柔性，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破坏； 2)管道接头处泄漏： 3)管道的推力或力矩过大，而使与管道连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备正常运行； 4)管道的推力或力矩过大引起管道支架破坏： 2.压力管道柔性设计常用标准和规范 1)GB 50316-2000《工业金属管道设计规范》 2)SH/T 3041-2002《石油化工管道柔性设计规范》 3)SH 3039-2003《石油化工非埋地管道抗震设计通则》 4)SH 3059-2001《石油化工管道设计器材选用通则》 5)SH 3073-95《石油化工企业管道支吊架设计规范》 6)JBrT8130.1-1999《恒力弹簧支吊架》 7)JBfT8130.2-1999《可变弹簧支吊架》 8)GB/T 12777-1999《金属波纹管膨胀节通用技术条件》 9)HG“ 20645-1998《化工装置管道机械设计规定》 10)GB 150-1998《钢制压力容器》 3.专业职责 1)应力分析(静力分析动力分析) 2)对重要管线的壁厚进行计算 3)对动设备管口受力进行校核计算 4)特殊管架设计 4.工作程序 1) 工程规定 2)管道的基本情况 3)用固定点将复杂管系划分为简单管系，尽量利用自然补偿
4)用目测法判断管道是否进行柔性设计 5) L型U型管系可采用图表法进行应力分析 6）立体管系可采用公式法进行应力分析 7）宜采用计算机分析方法进行柔性设计的管道 8）采用CAESAR II进行应力分析 9）调整设备布置和管道布置 10）设置、调整支吊架 11）设置、调整补偿器 12）评定管道应力 13）评定设备接口受力 14）编制设计文件 15）施工现场技术服务 5.工程规定 1）适用范围 2）概述 3）设计采用的标准、规范及版本 4）温度、压力等计算条件的确定 5）分析中需要考虑的荷载及计算方法 6）应用的计算软件 7）需要进行详细应力分析的管道类别 8）管道应力的安全评定条件 9）机器设备的允许受力条件（或遵循的标准） 10）防止法兰泄漏的条件 11）膨胀节、弹簧等特殊元件的选用要求 12）业主的特殊要求 13）计算中的专门问题（如摩擦力、冷紧等的处理方法）14）不同专业间的接口关系 15）环境设计荷载
管道应力分析
管道应力分析 第一章任务与职责 1. 管道柔性设计的任务 压力管道柔性设计的任务是使整个管道系统具有足够的柔性，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破坏； 2) 管道接头处泄漏； 3) 管道的推力或力矩过大，而使与管道连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备正常运行； 4) 管道的推力或力矩过大引起管道支架破坏； 2. 压力管道柔性设计常用标准和规范 1) GB 50316-2000《工业金属管道设计规范》 2) SH/T 3041-2002《石油化工管道柔性设计规范》 3) SH 3039-2003《石油化工非埋地管道抗震设计通则》 4) SH 3059-2001《石油化工管道设计器材选用通则》 5) SH 3073-95《石油化工企业管道支吊架设计规范》 6) JB/T 8130.1-1999《恒力弹簧支吊架》 7) JB/T 8130.2-1999《可变弹簧支吊架》 8) GB/T 12777-1999《金属波纹管膨胀节通用技术条件》 9) HG/T 20645-1998《化工装置管道机械设计规定》 10) GB 150-1998《钢制压力容器》 3. 专业职责 1) 应力分析(静力分析动力分析） 2) 对重要管线的壁厚进行计算 3) 对动设备管口受力进行校核计算 4) 特殊管架设计 4. 工作程序 1) 工程规定
2) 管道的基本情况 3) 用固定点将复杂管系划分为简单管系，尽量利用自然补偿 4) 用目测法判断管道是否进行柔性设计 5) L型U型管系可采用图表法进行应力分析 6) 立体管系可采用公式法进行应力分析 7) 宜采用计算机分析方法进行柔性设计的管道 8) 采用CAESAR II 进行应力分析 9) 调整设备布置和管道布置 10) 设置、调整支吊架 11) 设置、调整补偿器 12) 评定管道应力 13) 评定设备接口受力 14) 编制设计文件 15) 施工现场技术服务 5. 工程规定 1) 适用范围 2) 概述 3) 设计采用的标准、规范及版本 4) 温度、压力等计算条件的确定 5) 分析中需要考虑的荷载及计算方法 6) 应用的计算软件 7) 需要进行详细应力分析的管道类别 8) 管道应力的安全评定条件 9) 机器设备的允许受力条件（或遵循的标准） 10)防止法兰泄漏的条件 11)膨胀节、弹簧等特殊元件的选用要求 12)业主的特殊要求 13)计算中的专门问题（如摩擦力、冷紧等的处理方法） 14)不同专业间的接口关系 15)环境设计荷载
管道应力专业提出的应力分析条件内容
管道应力专业提出的应力分析条件 内容 管道应力专业是工程学科中的重要分支之一，主要研究管道系统中的应力分析问题。管道系统的应力分析是工程设计与成品制造过程中不可或缺的环节，能够为工程师提供关键的设计以及材料选用依据。在进行管道系统的应力分析时，需要掌握一定的应力分析条件，本文将对管道应力专业提出的应力分析条件进行详细介绍。 一、管道设计与材料选用 管道设计是应力分析的基础，必须考虑到各种因素，包括管道直径、壁厚、材料、工作压力、温度和环境等。为了保证管道在使用过程中的安全性，应根据设计要求、材料强度、使用场合等因素，选用适宜的材料并按照规定的方式加工制造管道。 二、管道支承方式 管道在整个系统中当然是一个重要的组成部分，必须支持在恰当位置以保证稳定性，并能承受来自其他组成部分的重量。管道支承方式的设计必须符合管道布置设计和管道材料特性等因素，应选用适当的支承方式，包括管架、吊杆、吊环、卡箍等，以保证管道的稳定性。 三、管道安装方式
管道安装方式对于管道本身的应力分析结果也有不可忽视的影响。管道的安装方式应符合管道材料以及应用环境的特性，如需采用挖坑安装方式则需要考虑地下水位等因素，任何因素变化都会影响到管道的应力分析结果，因此需要在管道设计和安装方案确定前仔细评估，并不断进行跟踪和调整。 四、管道布置方式 管道布置方式的合理性会影响应力分析结果的校准，因此管道应力专业在进行应力分析时需要考虑管道的布置，包括管道直线段与弯管的比例、弯管角度与半径、排水情况等多种因素。在对管道进行应力分析时需要考虑这些因素，并据此对应力结果进行修正和校准。 五、管道载荷分析 在管道系统中，管道本身可以受到多种载荷，如来自其他组成部分的载荷、管道内流体的载荷等。管道载荷分析对于应力分析来说是必需的，载荷分析的结果将被用于计算管道的应力状况，包括弯曲、扭转和拉伸等。在进行应力分析时，需要分别考虑定常载荷和突发载荷。 六、管道温度分析 管道系统在使用过程中的温度变化会对管道本身的应力造成影响，而且不同的管道材料对温度的敏感度也可能不同。因此，管道应力专业在进行应力分析时需要对温度进行分析，并将其考虑在应力分析结果中，以确保管道系统可以在工作温度范围内保持良好的机械性能。 七、管道环境分析
压力管道应力分析的内容及特点
压力管道应力分析的内容及特点 压力管道的应用范围非常广并且应用场所都比较重要，压力管道主要扮演着运输介质物料的角色，主要应用在石油化工、天然气体、电力工程、冶金工程等重要大型建设工程中，运输或供给原料满足某种需求。压力管道在整个管道系统和外界环境因素的影响下应具有足够的柔性来克服管道因热胀冷缩、端点位移、管道支承设置不当等原因造成的问题，也会受到流体的流动因素影响，这就增加了应力分析的复杂度，压力管道的应力分析必须将管道实际运行的情况尽可能的模拟准确才能得到接近实际的正确的分析结果。 标签：压力管道；应力；内容；特点 一、管道应力分类 （一）一次应力 所谓一次应力过大是指由于外力荷载，如重力或压力等持续性荷载所引起的危害，它与外加载荷有一个平衡关系，会随着外加载荷的递增而递增，且不会由于达到相应材料的屈服点而自身实施限制，所以有一定的非自限性，除此之外，若是一次应力大于屈服点时其所产生管道的变形也非常明显，因此，需加强一次应力的控制，使一次应力小于许用应力值，以防止过度的塑性变形导致管道的破裂垮塌。一次总体薄膜应力、一次弯曲应力和一次局部薄膜应力都属于一次应力的分类。一次总体薄膜应力是指由于内压所引起的管道环向应力和轴向应力，拉伸或者压缩杆件所产生的应力。一次弯曲应力是指沿厚度线性分布的应力，它在内表面和外表面上大小一样且方向相反。一次弯曲应力的许用应力可以比总体薄膜应力高。在管道支撑处或者管道与支管连接处由于外载所产生的薄膜应力可划分为一次局部薄膜应力。 （二）二次应力 二次应力由热胀、冷缩和端点位移引起的，是指由于变形和其他相邻部件受到约束所引起的正应力或剪应力。二次应力的效果通常不是平衡外荷载，而是在结构中受到相应荷载时变形所使得应力获得一定的缓解，因为二次应力自限性的特点，使它比一次应力更危险，受到更严格的限制。 （三）峰值应力 峰值应力主要是因为荷载以及结构产生突然变化使得局部应力较为集中的最高值，其主要特点就是不会产生较明显的变形，并且在很短的距离之内其根源衰减，是一种引起疲劳破坏或脆性断裂的可能根源。峰值应力主要体现在管道中小的转弯半径处和焊缝咬边处等。 二、压力管道应力分析的特征及应用
压力管道应力分析的内容及典型的案例分析
压力管道应力分析的内容及典型的案例分析 摘要：压力管道应力的分析是压力管道设计的重要内容，随着压力管道应用越来越普及，对它的认识也越来越深入，压力管道的重要性也逐渐的凸显出来。压力管道的应力作用直接关系到管道的正常使用和操作的安全。本文主要对压力管道应力进行分析，阐述其基本内容，从而更好的掌握压力管道的相关工作内容，促进压力管道应力分析的标准化和规范化。 关键词：压力管道；应力分析；内容；事例 引言 在压力管道使用的过程中，常常会伴随着一系列的问题，如果得不到很好的解决会严重的影响压力管道正常的使用。通过阐述管道应力分析内容为维护压力管道应力正常运行提供理论的依据。经过案例分析进步了解一些压力管道应力分析的机理。 一、压力管道应力分析的内容 压力管道应力的分析关系到压力管道安装后的使用情况，所以加强对压力管道应力分析，提高压力管道正常运行的重要依据。压力管道应力分析的内容主要涉及到以下的几个方面： （一）分析管道系统的载荷来源。 管路系统的载荷主要分为一次应力载荷和二次应力载荷，一次应力载荷通常指管道系统正常生产时的内外压力作用、管道系统自身的重力、设备运行中的压力脉冲对管道系统的作用以及瞬间内承受的载荷（风力、地震，泵瞬时启动的压力载荷等）。二次应力载荷通常是指管路运行时产生的热膨胀载荷、冷紧是产生的载荷、由于设备沉降产生的管道系统支点位移产生的载荷。 （二）静力分析 通过对管路系统内压荷载和持续荷载作用下的一次应力分析计算、管道系统冷热膨胀位移产生的二次应力分析计算、管道系统与相关设备的相互作用及管口校核、管道系统的支吊架的受力分析、可以有效防止管道发生塑性变形、管道疲劳损坏，确保管道系统与设备的安全运行。 （三）动力分析 管道系统设计应避免管道振动和管道共振，对振动管线特别是往复式压缩机、往复泵的相关管线要重点进行分析，主要包括管道内气（液）柱的频率分析，使其避开激振频率；压力脉冲不均匀度分析，控制压力脉动值；管道系统固有频
管道应力分析报告
管道应力分析报告 1. 引言 管道是现代工业中常见的设备，承载着流体或气体的输送任务。然而，由于长 期使用、环境变化以及操作失误等原因，管道常常会受到应力的影响，从而导致管道的损坏和失效。因此，对管道应力进行分析和评估是至关重要的。 本报告将介绍管道应力分析的步骤和方法，以帮助工程师和技术人员有效地评 估管道的安全性和可靠性。 2. 步骤一：收集管道信息 在进行管道应力分析之前，首先需要收集有关管道的相关信息。这包括管道的 材料、尺寸、几何形状以及工作条件等。通过收集这些信息，可以更好地了解管道的特性和使用环境，为后续的分析工作打下基础。 3. 步骤二：确定边界条件 边界条件是管道应力分析的基础，它描述了管道在特定条件下的受力情况。根 据实际情况，边界条件可以包括管道端部的固定或自由支撑、管道连接处的约束等。通过确定边界条件，可以更加准确地模拟管道在实际工作中的受力情况。 4. 步骤三：建立数学模型 建立数学模型是进行管道应力分析的关键步骤。根据管道的几何形状和边界条件，可以选择适当的数学方法和工具来建立模型。常用的方法包括有限元分析、解析法等。通过建立数学模型，可以计算出管道在不同位置和方向的应力分布情况。 5. 步骤四：计算应力分布 在建立数学模型之后，可以进行应力计算。根据所选的数学方法和模型，可以 通过计算得到管道在不同位置和方向上的应力大小。这些应力值可以用于评估管道的安全性，并进行必要的修复和改进。
6. 步骤五：评估管道安全性 根据得到的应力分布结果，可以对管道的安全性进行评估。根据国际标准和规范，可以确定安全应力范围。如果管道的应力值超过了安全范围，需要采取相应的措施，如增加支撑、加固结构等，以保证管道的安全运行。 7. 步骤六：制定改进方案 如果管道的应力分布结果不符合要求，需要制定相应的改进方案。改进方案可以包括优化管道的设计、改变工艺条件、增加支撑等。通过合理的改进方案，可以有效地降低管道的应力水平，提高管道的安全性和可靠性。 8. 结论 管道应力分析是保证管道安全运行的重要环节。通过收集管道信息、确定边界条件、建立数学模型、计算应力分布、评估管道安全性以及制定改进方案等步骤，可以全面地分析管道的应力情况，并采取相应措施保障管道的安全性。在实际工程中，工程师和技术人员应根据具体情况选择合适的方法和工具，确保管道应力分析的准确性和可靠性。 以上是对管道应力分析报告的步骤和方法的介绍，希望能够为相关人员提供参考和指导。通过科学的管道应力分析，可以有效地预防和解决管道问题，提高工业生产的安全性和可靠性。
05管道机械专业统一规定
管道机械专业统一规定
目录 1 概述 (1) 2 临界管系的判定及应力分析的方法 (2) 3 管道应力分析设计输入和设计输出 (3) 4 管道应力分析条件的确定 (4) 5 管道应力分析评定准则 (6) 6. 设备管口允许力及力矩 (7)
1 概述 1.1 适用范围 （1）本规定仅适用于各项目中的碳钢、低合金钢及不锈钢管道的应力分析设计工作。 （2）本规定所列内容为管道应力分析设计工作的最低要求。 （3）管道应力分析设计应保证管道在设计和工作条件下，具有足够的强度和合适的刚度，防止管道因热胀冷缩、支承或端点的附加位移及其它的荷载（如：压力、自重、风、地震、雪等）造成下列问题： 1）管道的应力过大或金属疲劳引起管道或支架破坏。 2）管道连接处泄漏。 3）管道作用在与其相联的设备上的载荷过大，或在设备上产生大的变形或应力，而影响了设备的正常运行。 4）管架因强度或刚度不够而造成管架破坏。 5）管道的位移量过大而引起的管道自身或其它管道的非正常运行或破坏。 6）机械振动、声频振动、流体锤、压力脉动、安全阀泄放等动荷载造成的管道振动及破坏。 （4）本专业进行应力分析的内容： 1）负责装置内管道的柔性和应力分析； 2）负责确定管架位置及管架型式； 3）负责提供管架受力； 4）负责风机、泵、压缩机、汽轮机等敏感设备进出口管口许用载荷的校核计算； 5）负责提供弹簧采购数据表及波纹补偿器采购数据表等。 1.2管道应力分析分界 在各设计院装置连接管廊上确定一个固定点（这个点应为出界区红线前的最后一个管架。如果没有，则应为出界区红线后的第一个架），每个设计院负责各自范围内的管道应力计算、管道柔性研究及管道支架设计。 对于联合布置的工艺装置之间的连接管线，由管线起始单元设计院进行装置连接管线的相关应力分析。 1.3 应力分析设计工作相关的标准、规范： （1）GB150 《压力容器》 （2）GB50316 《工业金属管道设计规范》 （3）HG/T20645 《化工装置管道机械设计规定》 — 1 —
管道设计中关于管道应力的分析与考虑
管道设计中关于管道应力的分析与考虑 摘要：管道应力分析应该保证在设计的条件下有足够的柔性，为的是防止管道因为过度膨胀冷缩、管道自振或者是端点附加位移造成应力问题，在管道设计的时候，一部分管道要求必须进行管道应力分析和相关计算，同时还有一部分管道是不需要进行应力分析的，这种的管道分为两个部分，一种是根据实际的经验或者是已经成功的工程案例，在管道的设计中加上相应的弯管、膨胀节等环节来避免，所以就不需要进行管道应力分析，另一种就是管道的管径比较小，管道比较短，常温常压，不连接设备或者是不会产生振动，所以就不需要进行应力分析，文章就对管道的应力分析进行了详细的介绍说明。 关键词：管道设计应力分析柔性标准 一、管道应力分析的主要内容 管道应力分析主要分为两个部分，动力分析和静力分析： 1、管道应力分析中的动力分析 动力分析主要包括了六个方面，第一是管道自振频率的分析，为的是有效的防止管道系统的共振现象；第二是管道强迫振动相应的分析，目的是能够有效的控制管道的振动和应力；第三是往复压缩机（泵）气（液）柱的频率分析，通过对压缩机（泵）气（液）柱的频率的相关分析有效的防止气（液）柱的共振现象发生；第四是往复压缩机（泵）压力脉动的分析，起到控制压力脉动值的作用；第五是冲击荷载作用下的管道应力分析，可以防止管道振动和应力过大；第六是管道地震分析，为防止管道地震应力过大。 2、管道应力分析中的静力分析 静力分析包括了六个方面的内容：第一是压力荷载以及持续荷载作用下的一次应力计算，为的是有效的防止塑性变形的破坏；第二是管道热胀冷缩和端点附加位移产生的位移荷载作用下的二次应力计算，通过二次应力分析计算防止疲劳破坏；第三是管道对设备产生的作用力的相应计算，能够防止作用力太大，有效的保证设备的正常运行；第四是对于管道的支吊架的受力分析计算，能够为支吊架的设计提供充足的依据；第五是为了有效的防止法兰的泄漏而对管道法兰进行的受力分析；第六是管系位移计算，防止管道碰撞和支吊点位移过大 2、管道应力分析的目的 对管道进行应力分析为的就是能够使管道以及管件内的应力不超过许可使用的管道应力值；为了能够使和管道系统相连接的设备的管道荷载保持在制造商或者是国际规定的许可使用范围内；保证和管道系统相连接的设备的管口局部管道应力在ASME Vlll允许的范围内；为了计算管道系统中支架以及约束的设计荷
压力管道应力分析的内容及特点研究
压力管道应力分析的内容及特点研究 摘要：压力管道广泛应用于石油化工、天然气等行业的物料输送过程中，起 着非常重要的作用，可以保证原材料和产品的正常运输。压力管道在运行过程中，其受力状况会受到多种因素的影响，包括管道系统内部因素和外部环境因素。如 果要分析压力管道的受力情况，必须准确掌握压力管道的实际运行状态，以获得 更准确的分析结果。 关键词:压力管道;应力分析;内容;特点研究 1 管道应力分类 管道应力是压力管道使用中需要考虑的关键问题。在分析压力管道的应力之前，有必要对压力管道的应力进行相应的分类。从我国压力管道的使用情况来看，管道的压力可分为以下几类。 1.1主要压力 初应力是指管道在内外压力、重力、冲击载荷、风载荷等因素作用下产生的 剪应力或法向应力。主应力是压力管道经常承受的应力，它具有以下特点：当外 部荷载增加时，主应力也会增加，与外部荷载呈平衡关系，没有自限性。如果主 应力值超过管道材料的承载范围，管道中使用的材料不能满足要求，就会发生一 定的变形，导致管道损坏。因此，必要的控制措施非常重要。必须确保管道材料 不会发生任何物理变化，并且管道在一定压力下仍能保持有效形状而不受损。需 要根据极限分析条件和弹性分析条件检查主应力。 一次性应力可分为：（1）膜应力，即沿管道横截面均匀分布的应力；（2） 一次整体膜应力，影响管道的整体结构；（3）原发性局部膜应力。一般来说， 一次局部膜应力略大于整体膜应力；（4）主要弯曲应力由管道内部压力或其他 接地载荷引起。一次弯曲管道应力是沿管道厚度线性变化的应力。 1.2二次应力
二次应力是指管道在外部温度和内部压力的变化下发生热膨胀、冷缩或其他 位移的现象，以及在此过程中产生的剪应力和法向应力。与一次应力相比，二次 应力对管道材料的要求更高，需要使用更好的管道材料来应对二次应力对管道的 影响。一般来说，如果管道材料具有良好的塑性，则管道仅在第一次施工荷载下 不会受损。为了提高管道的承载能力，需要结合管道的具体要求，从技术参数的 角度进行相应的设计，以防止管道在使用过程中产生过大的二次应力问题。通过 对安全条件的分析和控制，实现了二次应力的有效验证。 对于一些高温管道，需要使用较厚的管道，而不是较薄的管道。尽管管壁增 厚可以应对更强的压力，但它也会提高管道的刚度和自重，增加管壁的横截面积，降低管道中的主应力，但次应力保持不变，管道也会增加固定支架上的推力。因此，有必要重新分析管道的灵活性，以便重新检查设备的固定点、支吊架和喷嘴，并检查吊架型号是否合适。 1.3 峰值应力 峰值应力的特点是不会引起管道的明显变形，并能在短距离内迅速衰减。峰 值应力可能导致管道疲劳裂纹或脆性断裂。一般来说，管道内外的许多因素都会 影响应力值，如共同温度、壁厚、载荷和压力。有必要根据管道的使用时间对其 峰值载荷进行疲劳分析。 2压力管道压力分析的主要内容 2.1 压力管道应力分析的前提 在分析压力管道的应力之前，技术人员必须遵循其主要前提。首先是温度的 计算。整个分析过程应在20℃左右的温度环境中进行。在正常运行情况下可能发 生的任何紧急情况都应综合考虑，如吹扫、启动、停机、除焦等，并采取预防措施。其次是压力的计算。压力管道的压力分析与压力密切相关。因此，还应考虑 内外压条件下的整个应力分析过程，并计算压力和温度耦合时的最大压力值。在 建筑中，就像两颗豌豆一样，压力管道的结构相当复杂。这将导致很多原因。甚 至风力、地质条件和其他因素也可能成为影响因素。因此，还认为压力管道应力 分析的关键也是载荷。荷载主要包括：（1）压力荷载。在压力管道壁上，压力
管道应力分析条件和目的
管道应力分析条件和目的 管道应力分析条件和目的 一．应力分析的目的： a)使管道应力在规范的许用范围内； b)是设备管口载荷符合制造商的要求或公认的标准； c)计算出作用在管道支吊架上的载荷； d)解决管道动力学问题； e)辅助压力管道布置设计的优化。 二．一次应力及二次应力： a)一次应力：由于外加荷载，如压力或重力等的作用产生的应力，其特点是：满足与 外加荷载的平衡关系，随外加荷载的增加而增加，且无自限性，当其值超过材料的屈服极限时，管道讲产生塑性变形而破坏。 b)二次应力：管道变形收到约束而产生的应力，它不直接与外力平衡，二次应力的特 点是具有自限性，当管道局部屈服和产生小量变形时应力就能降下来。二次应力过大时，将使管道产生疲劳破坏。在管道中，二次应力一般由热胀冷缩和端点位移引起。 三．弹性变形和塑性变形 a)弹性变形：构件或物体在外力作用下产生变形，当外力除去后能完全恢复其原有形 状，不遗留外力作用过的任何痕迹，这种变形称为弹性变形。 b)塑性变形：构件或物体在外力作用下产生变形，当外力除去后，构件或物体的形状 不能复原，即遗留了外力作用下的残余变形，这种变形称为塑性变形。 四．蠕变和应力松弛： a)蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。它与塑
性变形不同，塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现，而蠕变只要应力的作用时间相当长，它在应力小于弹性极限时也能出现。 b)应力松弛：金属在高温和应力作用下，如维持总变形量不变，则随着时间的延长， 弹性变形逐渐转变为塑性变形，从而逐渐使应力减小的现象。常见于高温汽轮机汽缸和阀门的法兰紧固螺栓上。 五．管道应力分析的主要内容：（静力分析和动力分析） a)静力分析 i.压力荷载和持续荷载作用下的管道一次应力计算-----防止塑性变形破坏。 ii.管道热胀冷缩以及端点附加位移荷载作用下的管道二次应力计算-----防止疲劳破坏。 iii.管道对机械、设备作用力的计算------防止作用力太大，保证机械、设备正常运行。iv.管道支吊架的受力计算-----为支吊架设计提供依据。 v.管道上法兰的受力计算-----防止法兰泄露。 vi.管系位移计算-----防止管道碰撞和支吊架位移过大。 b)动力分析 i.管道自振频率分析-----防止管道系统共振； ii.管道强迫振动响应分析----控制管道振动及应力； iii.往复压缩机气柱频率分析-----防止气柱共振； iv.往复压缩机压力脉动分析――控制压力脉动值； v.管道地震分析-----防止管道地震应力过大。 六．应力分析计算需要的文件和资料准备： a)管道命名表（工艺提供） b)管道轴测图（管道布置专业提供） c)管材专业工程设计规定（材料控制专业提供） d)装置布置图（设备布置专业提供） e)有关设备总图（设备专业提供） f)结构模板图，包括钢结构、平台等；
压力管道应力分析的内容及特点
压力管道应力分析的内容及特点 摘要：压力管道是现代社会发展不可或缺的一部分。对于压力管道，可能是 由于相关部门未提交项目计划，压力管道的材料选择不正确，压力管道的安全性 未经过测试等导致事故的原因。焊接缺陷是其中之一。压力管道紧急安全中最重 要的因素。因此，为了减少压力管道中紧急情况的发生频率，有必要加强焊接工作，减少压力管道中的焊接缺陷。在此基础上，简要分析了压力管道焊接缺陷产 生的原因，并提出了针对性的解决方案。 关键词：压力管道；焊接缺陷；对策 引言 作为特种设备，压力管道在化工、核电、采矿、市政管道等领域的应用很广。管道运输是安全性最好、性价比最高的能源运输形式。因此，压力管道是我国经 济发展的重要组成部分，是国民经济的核心生命线。目前很多压力管道已在役数 十年，并逐渐进入事故多发期。 1.压力管道焊接残余应力下裂纹扩展研究 1.1穿透裂纹应力强度因子 在残余焊接应力的影响下，应力强度因子变得非常大。焊接中的残余应力 加快了裂纹扩展的速度，经过热处理后，焊缝周围的残余应力将大大降低，相对 尖端的应力强度因子也将减小。焊缝中心附近的裂纹在热处理后承受的应力较小，而应力强度因子的减小幅度更大。 1.2表面裂纹应力强度因子 当管道裂缝仅承受内部压力时，应力强度因子会随着裂缝的长度和深度的增 加而增加，并且这种变化变得稳定。热处理后，应力强度因子将减小，这将减慢 裂纹扩展的速度。随着裂纹深度和长度的不断增加，焊接箍残余应力对管道的影
响将逐渐减小，这将导致应力强度因子与应力强度因子之差的减小，这仅受应力 内部压力的影响。 1.3 外载荷作用下残余应力的重分布分析 在焊接后向管道施加内压而无裂纹，然后释放管道，将显着降低残余应力。 并且随着内部压力载荷的逐渐增加，焊缝附近残余拉应力的去除量逐渐增加。这 主要是由于以下事实：由外部负载产生的残余应力叠加在焊缝中的力上，从而使 塑性变形区中的残余应力逐渐消除。当负载较高时，残余应力也较低。随着载荷 的增加，内表面的轴向残余应力将逐渐减小。 2.导致压力管道焊接缺陷的原因 2.1 焊接面夹 渣夹渣是因为某些原有熔渣未上浮至熔池的表面而残存于结晶的焊缝中而产生，由于压力管道焊接时的工艺不当及操作不谨慎造成的夹渣，被称为偶尔夹渣，夹渣大部分都是由于熔渣直接残存而产生的，压力管道的焊接面夹渣会大幅度降 低焊缝强度及致密性等。 2.2 焊接未焊透、熔合 焊缝金属与母材间未被电弧熔化而留下的空隙叫做未焊透，熔焊金属与基体 母材或与相邻焊道间及焊缝层间的局部残留间隙叫做未熔合。未焊透及未熔合都 是严重的压力管道焊接缺陷，这种缺陷使得焊缝的焊接强度下降产生压力容器的 裂纹，因而引发安全事故。造成这个缺陷的主要原因是焊接电流过小及焊接电弧 过长等，通常出现于管道内壁侧与管道外表的距离较远。 3.压力管道焊接缺陷的对策 3.1 焊接面夹渣对策 对于压力管道焊接面夹渣的解决方法以及对策，焊接保证装配质量坡口的角 度和钝边尺寸符合设计要求，采用低氢钙系碱性的焊条，在对压力管道焊接的过 程中，我们要保证熔池清晰、熔渣与液态中的金属分离良好；按照焊接工艺规程
管道应力分析条件和目的.doc
一． 应力分析的目的： a)使管道应力在规范的许用范围内； b)是设备管口载荷符合制造商的要求或公认的标准； c)计算出作用在管道支吊架上的载荷； d)解决管道动力学问题； e)辅助压力管道布置设计的优化。 九．一次应力及二次应力： a)一次应力：由于外加荷载，如压力或重力等的作用产生的应力，其特点是：满 足与外加荷载的平衡关系，随外加荷载的增加而增加，且无自限性，当其值超 过材料的屈服极限时，管道讲产生塑性变形而破坏。 b)二次应力：管道变形收到约束而产生的应力，它不直接与外力平衡，二次应力 的特点是具有自限性，当管道局部屈服和产生小量变形时应力就能降下来。二 次应力过大时，将使管道产生疲劳破坏。在管道中，二次应力一般由热胀冷缩 和端点位移引起。 十．弹性变形和塑性变形 a)弹性变形：构件或物体在外力作用下产生变形，当外力除去后能完全恢复其原 有形状，不遗留外力作用过的任何痕迹，这种变形称为弹性变形。 b)塑性变形：构件或物体在外力作用下产生变形，当外力除去后，构件或物体的 形状不能复原，即遗留了外力作用下的残余变形，这种变形称为塑性变形。十一．蠕变和应力松弛： a)蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。它 与塑性变形不同，塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现，而蠕变只要 应力的作用时间相当长，它在应力小于弹性极限时也能出现。 b)应力松弛：金属在高温和应力作用下，如维持总变形量不变，则随着时间的延 长，弹性变形逐渐转变为塑性变形，从而逐渐使应力减小的现象。常见于高温 汽轮机汽缸和阀门的法兰紧固螺栓上。 十二．管道应力分析的主要内容：（静力分析和动力分析） a)静力分析 i.压力荷载和持续荷载作用下的管道一次应力计算-----防止塑性变形破坏。 ii.管道热胀冷缩以及端点附加位移荷载作用下的管道二次应力计算-----防止疲劳破坏。 iii.管道对机械、设备作用力的计算------防止作用力太大，保证机械、设备正常运行。 iv.管道支吊架的受力计算-----为支吊架设计提供依据。 v.管道上法兰的受力计算-----防止法兰泄露。 vi.管系位移计算-----防止管道碰撞和支吊架位移过大。 b)动力分析 i.管道自振频率分析-----防止管道系统共振； ii.管道强迫振动响应分析----控制管道振动及应力； iii.往复压缩机气柱频率分析-----防止气柱共振；
压力管道应力分析的内容及特点
压力管道应力分析的内容及特点关键词：压力管道；应力分析；内容特点 引言： 如今工业中对于压力管道的需求量在不断增加，并且如今大量的工业运输以及承载都需要用到工业管道来作为支撑。这类管道的应用同样能够为整体工业作业提供重要的保障和保护，同时还能够提升整体工程的有效性和安全性。但是压力管道想要良好进行工作就必须对其进行外界温度、压力以及湿度等一系列因素的考验，只有通过这些考验以及能够承受住足够压力的管道才能够投入到实际使用中。 一、管道应力分析 （一）一次应力 在管道应力进行分析的过程中，一次应力通常指的是一些外界因素所带来的负荷以及负载，其中包括了管道所承受的重力、内压以及风载等一系列因素产生的剪应力以及正应力。这两种应力通常会因为其自身的特点以及特性导致了容易与外加负载形成平衡关系，但是达成了平衡关系之后外加应力并不会取消或者停止，反而还会继续增加，若是外加应力逐渐增加并且达到了一个很大的值之后就会超过材料自身所拥有的屈服极限，管道就容易受到影响从而造成了破坏，管道总体也就随之出现了破坏。相关工作人员应当能够对一次应力进行良好的控制，在进行管道设计时就应当提前给应力留出足够的预留空间，通过这样的方式来帮助整体管道不会出现过度塑性而造成的破坏或者失效。同时，一次应力的校核也应当结合具体的弹性分析以及极限分析等一系列要求进行处理，通过处理之后才能够准确地对一次应力进行计算，从而将其进行控制。如图1所示。
图1一次应力受力变形曲线 （二）二次应力 二次应力相比较于一次应力来说会更加直接，这类应力通常都是来自于对应的热胀冷缩或者其他位移受到约束而造成的剪应力和正应力，其自身具备一个无法和外力之间构成平衡关系的特点，因此其自身也就具备了非常明显的自限性特征[1]。基本来说材料自身会因为材料以及质量从而具备对应的屈服值，若是二次应力导致了管道的荷载超过了这种屈服极限值之后就容易对管道局部造成变形一类的影响。这时候相关人员应当对应力重新进行分布和规划，让材料应变能够达到自均衡的要求。 （三）峰值应力 峰值应力相比较于前两种应力来说其自身具备比较特殊的性质，因为这种应力是发生在管道或者附件本身因为局部结构不够连续、局部效应附加到二次应力或者一次应力的增量，并非是应力集中处的最大应力数值。这种应力的特点也非常明显，通常这种应力不会造成管道形变或者破坏，在较短的时间之内会自行出现衰退的现象，从而缓解了对应的压力。峰值应力更类似于一种疲劳应力，因此在对其进行校核的时候应当结合管道的实际使用情况以及内部遭受的循环荷载来对其进行疲劳度的分析，这样才能够从根源上对其进行根治以及解决。 二、管道应力分析任务 （一）静力分析任务
管道应力分析设计技术规定
管道应力分析设计技术规定 1. 总则 1.1 概述 1.1.1 管道应力计算主要验算管道在内压、持续外载作用下的一次应力和由于热胀、冷缩及其它位移受约束产生的二次应力，以判明所计算的管道是否安全、经济、合理；计算管道由于热胀、冷缩及其它位移受约束和持续外载作用产生的对设备的推力和力矩，以判明是否在设备所能安全承受的范围之内。 1.2 范围 1.2.1 下列范围的管道必须通过计算机计算： （1）管径大于等于DN150，且设计温度大于等于230℃或低于-20℃的所有管线。 （2）设计温度大于等于340℃的所有管线。 （3）管径大于等于DN100，且操作温度大于等于230℃或低于-20℃的所有泵的进出口管线。 （4）汽轮机进、进口连接的管道。
（5）离心压缩机进、出口连接的管道。 （6）往复压缩机进、出口连接的管道。 （7）有关规范中规定要进行应力计算的管道。 1.2.2 下列范围内（除1.2.1条规定之外）的管道一般应通过目测、手工简易计算进行应力分析，在判断困难时，仍应通过计算机计算：（1）管径大于、等于DN400的管道。 （2）连接到压力容器的重要管道。 （3）所有由工艺专业提出的重要管道和内部绝热管道。 （4）所有铝及铝合金的管道。 （5）管道支撑点或与管道相连的设备、建构筑物基础可能过度下沉的管道。 （6）夹套管。 （7）管道应力分析人员选定的管线。 （8）安全阀放散管。 1.2.3 下列管道可不再进行应力计算 （1）与运行良好的管道柔性相同或基本相当的管道。 （2）和已分析的管道比较，确认有足够柔性的管道。
2. 设计条件和设计标准 2.1 设计条件 2.1.1 管道应力计算空视草图 由配管人员绘制后提交给管道应力计算人员。格式见附件5.1。2.1.2 管道应力计算必须具备的基础数据 （1）管道计算压力 （a）一条管道的计算压力不应小于在操作中可能遇到内压或外压与温度相偶合时的最严格情况下的压力（即确定的设计压力）。 （b）如果管系与其压力泄放装置之间的通路可能被堵塞或隔离，则此管系应按不低于在上述情况下可能产生的最大压力计算。 （c）管道计算压力不应小于选定的事故压力或最大操作压力。 所谓事故压力是指在操作中可能遇到的压力与温度相偶合时的最严格情况下的压力。而操作压力则为系统处在正常操作情况下的压力。（2）管道计算温度 设计温度应不低于操作过程中压力和温度相偶合时的最严格情况下的材料温度。 不同金属管道计算温度取法如下：
管道应力分析主要内容及要点
管道应力分析主要内容及要点 管道应力分析的原则 管道应力分析应保证管道在设计条件下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、管道支承或端点附加位移造成应力问题。 ASME B31《压力管道规范》由几个单独出版的卷所组成，每卷均为美国国家标准。它们是子ASME B31 压力管道规范委员会领导下的编制的。 每一卷的规则表明了管道装置的类型，这些类型是在其发展过程中经考虑而确定下来的，如下所列： B31.1 压力管道：主要为发电站、工业设备和公共机构的电厂、地热系统以及集中和分区的供热和供冷系统中的管道。 B31.3 工艺管道：主要为炼油、化工、制药、纺织、造纸、半导体和制冷工厂，以及相关的工艺流程装置和终端设备中的管道。 B31.4 液态烃和其他液体的输送管线系统：工厂与终端设备剑以及终端设备、泵站、调节站和计量站内输送主要为液体产品的管道。 B31.5 冷冻管道：冷冻和二次冷却器的管道 B31.8 气体输送和配气管道系统：生产厂与终端设备（包括压气机、调节站和计量器）间输送主要为气体产品的管道以及集汽管道。 B31.9 房屋建筑用户管道：主要为工业设备、公共结构、商业和市政建筑以及多单元住宅内的管道，但不包括B31.1 所覆盖的只寸、压力和温度范围。 B31.11 稀浆输送管道系统：工厂与终端设备间以及终端设备、泵站和调节站内输送含水稀浆的管道。 管道应力分析的主要内容 一、管道应力分析分为静力分析析 1.静力分析包括： 1)压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏； 2)管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力
计算一一防止疲劳破坏； 3)管道对设备作用力的计算——防止作用力太大，保证设备正常运行； 4)管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据： 5)管道上法兰的受力计算一防止法兰汇漏。 2.动力分析包括： 1)管道自振频率分析一一防止管道系统共振： 2)管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力； 3)往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析一一防止气柱共振； 4)往复压缩机（泵）压力脉动分析——控制压力脉动值。 二、管道上可能承受的荷载 (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：压力载荷包括内压力和外压力； (3)位移荷载：位移载荷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)机械振动荷载：如回转设备的振动。 载荷补充： 1：压力荷载： 内压和外压： 内压：管壁上产生环向拉应力和纵向拉应力。其环向拉应力约为纵向拉应力的一半。 外压：管壁上产生环向压应力和纵向压应力。（外压出现的情况比较少） 2：持续外荷载：
压力管道应力分析--重要经验讲解.
第一章任务与职责 1.管道柔性设计的任务 压力管道柔性设计的任务是使整个管道系统具有足够的柔性，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破坏； 2)管道接头处泄漏； 3)管道的推力或力矩过大，而使与管道连接的设备产生过大的应力或变 形，影响设备正常运行； 4)管道的推力或力矩过大引起管道支架破坏； 2.压力管道柔性设计常用标准和规范 1)GB 50316-2000《工业金属管道设计规范》 2)SH/T 3041-2002《石油化工管道柔性设计规范》 3)SH 3039-2003《石油化工非埋地管道抗震设计通则》 4)SH 3059-2001《石油化工管道设计器材选用通则》 5)SH 3073-95《石油化工企业管道支吊架设计规范》 6)JB/T 8130.1-1999《恒力弹簧支吊架》 7)JB/T 8130.2-1999《可变弹簧支吊架》 8)GB/T 12777-1999《金属波纹管膨胀节通用技术条件》 9)HG/T 20645-1998《化工装置管道机械设计规定》 10)GB 150-1998《钢制压力容器》 3.专业职责 1)应力分析(静力分析动力分析） 2)对重要管线的壁厚进行计算 3)对动设备管口受力进行校核计算 4)特殊管架设计 4.工作程序 1)工程规定 2)管道的基本情况
3)用固定点将复杂管系划分为简单管系，尽量利用自然补偿 4)用目测法判断管道是否进行柔性设计 5)L型U型管系可采用图表法进行应力分析 6)立体管系可采用公式法进行应力分析 7)宜采用计算机分析方法进行柔性设计的管道 8)采用CAESAR II 进行应力分析 9)调整设备布置和管道布置 10)设置、调整支吊架 11)设置、调整补偿器 12)评定管道应力 13)评定设备接口受力 14)编制设计文件 15)施工现场技术服务 5.工程规定 1)适用范围 2)概述 3)设计采用的标准、规范及版本 4)温度、压力等计算条件的确定 5)分析中需要考虑的荷载及计算方法 6)应用的计算软件 7)需要进行详细应力分析的管道类别 8)管道应力的安全评定条件 9)机器设备的允许受力条件（或遵循的标准） 10)防止法兰泄漏的条件 11)膨胀节、弹簧等特殊元件的选用要求 12)业主的特殊要求 13)计算中的专门问题（如摩擦力、冷紧等的处理方法） 14)不同专业间的接口关系 15)环境设计荷载 16)其它要求