管道强度
管道强度课程设计
管道强度课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习管道强度相关知识，使学生掌握管道强度计算的基本原理和方法，能够熟练运用相关公式和软件进行管道强度设计和分析。
1.掌握管道的材料性能参数，如弹性模量、泊松比等。
2.理解管道应力状态，包括轴向应力、周向应力、径向应力等。
3.学习管道强度计算的基本公式，如管道屈服强度计算、管道爆破压力计算等。
4.熟悉常用管道强度设计软件的使用方法和操作技巧。
5.能够独立完成管道强度计算，并对计算结果进行分析和判断。
6.能够运用相关软件进行管道强度设计和分析，提高工作效率。
7.学会查阅相关规范和标准，提高管道设计的规范性和准确性。
情感态度价值观目标：1.培养学生对工程安全的重视，提高工程责任感。
2.培养学生团队合作精神，提高沟通和协作能力。
3.培养学生创新意识，提高解决实际工程问题的能力。
二、教学内容本课程主要内容包括管道强度计算原理、管道应力分析、管道强度计算公式及应用、管道设计软件使用等。
1.管道材料性能参数的学习，包括弹性模量、泊松比等。
2.管道应力状态的分析，包括轴向应力、周向应力、径向应力等。
3.管道强度计算公式的学习，如管道屈服强度计算、管道爆破压力计算等。
4.常用管道强度设计软件的使用方法和操作技巧。
5.实际工程案例分析，提高学生对管道强度设计和分析的掌握程度。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法相结合的方式进行教学。
1.讲授法：讲解管道强度计算原理、公式及软件使用方法。
2.案例分析法：分析实际工程案例，提高学生对管道强度设计和分析的掌握程度。
3.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手操作，提高实际操作能力。
四、教学资源1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供理论基础。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生知识体系。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂趣味性。
4.实验设备：准备实验器材，让学生亲身体验管道强度实验过程。
管道的拉伸强度计算公式
管道的拉伸强度计算公式引言。
管道是工业生产中常见的一种输送介质的设备，它承受着各种不同方向的力，其中拉伸力是其中一种重要的力。
因此，对管道的拉伸强度进行计算是非常重要的，这有助于确保管道在使用过程中不会发生拉伸破裂的情况。
本文将介绍管道的拉伸强度计算公式，以及其在工程实践中的应用。
拉伸强度计算公式。
管道的拉伸强度可以通过以下公式进行计算：σ = F/A。
其中，σ为管道的拉伸应力，单位为N/m^2；F为管道所受拉伸力，单位为N；A为管道的横截面积，单位为m^2。
在实际工程中，管道的横截面积可以通过以下公式进行计算：A = πr^2。
其中，r为管道的半径，单位为m；π为圆周率，取3.14。
应用实例。
为了更好地理解拉伸强度计算公式的应用，我们可以通过一个实际的工程案例来进行说明。
假设某工厂需要使用直径为0.5m的钢质管道输送液态氮，根据工程要求，该管道需要承受10000N的拉伸力。
现在我们来计算一下该管道的拉伸强度。
首先，我们可以通过管道的半径计算其横截面积：r = 0.5m。
A = πr^2 = 3.14 (0.5)^2 = 0.785m^2。
接下来，我们可以使用拉伸强度计算公式计算管道的拉伸应力：σ = F/A = 10000N / 0.785m^2 = 12738.85N/m^2。
根据计算结果，我们可以得出该管道的拉伸应力为12738.85N/m^2。
通过比较该结果与管道的拉伸强度极限值，可以判断该管道是否符合工程要求。
在实际工程中，我们还可以根据不同材质和形状的管道，使用相应的拉伸强度计算公式进行计算，以确保管道在使用过程中能够承受所受的拉伸力，并且不会发生拉伸破裂的情况。
结论。
管道的拉伸强度计算是工程设计中非常重要的一部分，通过合理计算管道的拉伸强度，可以确保管道在使用过程中不会发生拉伸破裂的情况，从而保障工程的安全和稳定。
本文介绍了管道的拉伸强度计算公式，并通过实际工程案例进行了说明，希望可以帮助读者更好地理解和应用该计算公式。
管道强度试压时间
管道强度试压时间摘要：一、引言二、管道强度试压的定义和作用三、管道强度试压的标准和规定四、管道强度试压时间的计算方法五、影响管道强度试压时间的因素六、试压过程中的注意事项七、总结正文：一、引言在我国，管道运输在能源、化工、给排水等领域中占据着举足轻重的地位。
为了确保管道的安全运行，必须对管道进行定期的强度试压。
本文将详细介绍管道强度试压时间的相关知识。
二、管道强度试压的定义和作用管道强度试压是指在管道安装完毕后，对管道系统进行一定压力下的压力试验，以验证管道的强度和密封性能是否满足设计要求。
其作用主要体现在以下几点：1.检查管道的密封性能，确保管道不发生泄漏。
2.检测管道强度，避免在运行过程中发生破裂等安全事故。
3.清除管道内的杂质和残留物，确保管道内壁光滑，减小运行阻力。
三、管道强度试压的标准和规定根据我国相关标准和规定，管道的强度试压应按照设计压力进行，且不低于0.6MPa。
试压过程需保持24 小时，期间压力降不得超过0.02MPa/h。
在试压过程中，如发现管道有渗漏、变形等情况，应立即停止试验，并分析原因进行处理。
四、管道强度试压时间的计算方法管道强度试压时间的计算方法如下：试压时间= 设计压力/ (压力降× 1000)其中，设计压力为管道的设计压力，压力降为试验过程中压力的变化值。
五、影响管道强度试压时间的因素管道强度试压时间受多种因素影响，主要包括：1.管道的设计压力：设计压力越高，试压时间越长。
2.管道的材料和尺寸：不同材料和尺寸的管道，其强度和密封性能有所差异，试压时间也会有所不同。
3.管道系统中的附件和阀门：附件和阀门的质量、密封性能等会影响试压时间。
六、试压过程中的注意事项在试压过程中，应确保以下几点：1.严格按照规定进行试压操作，确保试压过程的安全。
2.对试压设备进行检查和维护，确保设备正常运行。
3.监控试压过程中的压力变化，发现异常情况及时处理。
七、总结管道强度试压时间是管道试压过程中的关键参数，直接关系到试压结果的准确性和安全性。
混凝土管道强度等级划分标准
混凝土管道强度等级划分标准一、引言混凝土管道在现代建筑和市政工程中扮演着重要的角色。
为保证混凝土管道在使用中的安全性和可靠性，需要对其强度等级进行划分。
本文将详细介绍混凝土管道强度等级的划分标准。
二、相关标准1. GB/T 16736-2008《混凝土管道》2. CJ/T 248-2010《混凝土排水管道》3. CJ/T 249-2010《混凝土给水管道》4. CJ/T 250-2010《混凝土压力管道》三、混凝土管道强度等级划分标准混凝土管道强度等级划分标准应与GB/T 16736-2008《混凝土管道》中规定的强度等级相对应。
根据混凝土管道的用途和压力等级，可将其强度等级划分为C30、C40、C50、C60、C70、C80、C90和C100八个等级。
其中，C30为最低强度等级，C100为最高强度等级。
四、强度等级划分标准详解1. C30强度等级C30强度等级适用于一些较为简单的市政工程和一些非正常使用状态下的混凝土管道。
例如在一些低于正常设计压力下使用的给水管道、排水管道等。
2. C40强度等级C40强度等级适用于一些正常使用状态下的市政工程和一些比较简单的建筑工程。
例如在一些正常设计压力下使用的给水管道、排水管道等。
3. C50强度等级C50强度等级适用于一些较为复杂的市政工程和一些重要的建筑工程。
例如在一些正常设计压力下使用的给水管道、排水管道等。
4. C60强度等级C60强度等级适用于一些高等级市政工程和一些重要的建筑工程。
例如在一些高等级设计压力下使用的给水管道、排水管道等。
5. C70强度等级C70强度等级适用于一些特殊的市政工程和一些重要的建筑工程。
例如在一些特殊设计压力下使用的给水管道、排水管道等。
6. C80强度等级C80强度等级适用于一些非常重要的市政工程和一些特殊的建筑工程。
例如在一些非常高等级设计压力下使用的给水管道、排水管道等。
7. C90强度等级C90强度等级适用于一些特殊的市政工程和一些非常重要的建筑工程。
钢管强度计算
159
1
245
0.06
DN200
0.05
219
1
245
0.08
DN300
0.05
325
1
245
0.11
1.14 1.57 2.33
DN500
0.05
529
0.8
245
0.23
3.78
设计压力
=0.8MPa
公称直径 P(MPa) D(mm)
φ
Байду номын сангаасσs
δ(mm) D/δ≥140
DN100
0.8
108
1
245
DN100~
DN150 公称壁 厚：
4.0mm
DN200~ DN300 公称壁 厚：
4.8mm
DN500~ DN550 公称壁 厚： 6.4mm
本工程选 取管道如 下:
材质: L245
外径*壁 厚: D * mm
δ(min) 4.00 4.00 4.80 4.80 6.40
δ(min) 4.00 4.00 4.80 4.80 6.40
F----设计 因素 取
0.30
工程计算书
φ----管 道纵向焊 缝系数, 无缝钢管 =1, 螺 旋单面焊 钢管=0.8
设计压力
=0.4MPa
公称直径 P(MPa) D(mm)
φ
σs
δ(mm) D/δ≥140
DN100
0.4
108
1
245
0.29
0.78
DN150
0.4
159
1
245
0.43
1.14
0.59
0.78
供热管道强度试验
供热管道强度试验供热管道是城市供热系统中的重要组成部分，其质量和安全性直接关系到人民群众的生命财产安全。
为了确保供热管道的质量和安全性，需要对其进行强度试验。
供热管道强度试验是指对供热管道进行负载试验，以检测其承载能力和变形情况。
试验过程中需要使用专业的试验设备和工具，以确保试验的准确性和可靠性。
供热管道强度试验的目的是为了检测供热管道的质量和安全性。
在试验过程中，需要对管道进行负载试验，以检测其承载能力和变形情况。
试验结果可以用于评估管道的质量和安全性，为后续的使用和维护提供参考。
供热管道强度试验的步骤如下：1.准备工作在进行供热管道强度试验之前，需要进行充分的准备工作。
首先需要确定试验的目的和试验方案，然后准备试验设备和工具，包括负载试验机、测量仪器、支撑架等。
同时还需要对试验现场进行安全检查，确保试验过程中的安全性。
2.试验前检查在进行试验之前，需要对供热管道进行检查，确保其符合试验要求。
检查内容包括管道的尺寸、材质、焊接质量等。
如果发现问题，需要及时进行修复或更换。
3.试验过程试验过程中需要使用负载试验机对供热管道进行负载试验。
试验过程中需要记录管道的变形情况和承载能力，以便后续分析和评估。
4.试验结果分析试验结束后，需要对试验结果进行分析和评估。
分析内容包括管道的承载能力、变形情况、破坏形态等。
根据分析结果，可以评估管道的质量和安全性，并提出相应的建议和措施。
供热管道强度试验是保障供热系统安全的重要环节。
通过对供热管道进行强度试验，可以确保其质量和安全性，为人民群众提供安全可靠的供热服务。
工业管道强度与严密性试验和试压规定、方法及技术规程
工业管道强度与严密性试验和试压规定、方法及技术规程一、试压的一般规定：1、管道系统安装完毕后，为了检查管道系统的强度和严密性及保证安装质量，应对管道系统进行压力试验。
2、管道试压前应全面检查、核对已安装的管子、管件、阀门、紧固件以及支架等，质量应符合设计要求及技术规范的规定。
3、管道试压应编制试验方案，根据工作压力分系统进行试压。
4、一般对于通向大气的无压管线，如放空管、排液管等可不进行试压。
5、试压前将不能与管道一起试压的设备及压力系统不同的管道系统用盲板隔离，应将不宜与管道系统一起试压的管道附件拆除，临时装上短管。
6、管道系统上所有开口应封闭，系统内的阀门应开启；系统最高点应设放气阀，最低点应设排水阀。
7、试压时，应用精度等级1.5级以上的压力表2只，表的量程应为最大被测压力的1.5～2倍，一只装在试压泵出口，另一只装在本系统压力波动较小的其他位置。
8、试压时应将压力缓慢升至试验压力，并注意观察管道各部分情况，如发现问题，应卸压后进行修理，禁止带压修理。
9、缺陷消除后重新试压。
10、当进行压力试验时，应划定禁区，无关人员不能进入，防止伤人。
11、对于剧毒管道及设计压力p≥10MPa0MPa管道，压力试验前应按规范要求将各项资料经建设单位复查，确认无误。
12、试验方案已经过批准，且进行了技术交底。
13、管道系统试验合格后，试验介质应选择合适地方排放，排放时应注意安全。
14、试验完毕后应及时填写“管道系统压力试验记录”，有关人员签字确认。
二、管道强度试验及严密性试验：1、强度试验：①、强度试验的目的是检查管道的力学性能。
②、强度试验的方法是以该管道的工作压力增加一定的数值，在规定时间内，试验压力表上指示压力不下降，管道及附件未发生破坏，则认为强度试验合格。
2、严密性试验：①、严密性试验的目的是检查管道系统的焊缝及附件连接处的渗漏情况，检验系统的严密性。
②、严密性试验的方法是将试验压力保持在工作压力或小于工作压力的情况下，在一定时间内，观察和检查接口及附件连接处的渗漏情况，并观察压力表数值下降情况，严密性试验包括全部附件及仪表等。
压力管道的强度计算
压力管道的强度计算1．承受内压管子的强度分析按照应力分类，管道承受压力载荷产生的应力，属于一次薄膜应力。
该应力超过某一限度，将使管道整体变形直至破坏。
承受内压的管子，管壁上任一点的应力状态可以用3个互相垂直的主应力来表示，它们是：沿管壁圆周切线方向的环向应力σθ，平行于管道轴线方向的轴向应力σz，沿管壁直径方向的径向应力σr，如图2．1，设P为管内介质压力，D n为管子内径，S为管子壁厚。
则3个主应力的平均应力表达式为管壁上的3个主应力服从下列关系式：σθ＞σz＞σr根据最大剪应力强度理论，材料的破坏由最大剪应力引起，当量应力为最大主应力与最小主应力之差，故强度条件为σe=σθ-σr≤[σ]将管壁的应力表达式代入上式，可得理论壁厚公式图2．1 承受内压管壁的应力状态工程上，管子尺寸多由外径D w表示，因此又得昂一个理论壁厚公式2．管子壁厚计算承受内压管子理论壁厚公式，按管子外径确定时为按管子内径确定时为式中：S l——管子理论壁厚，mm；P——管子的设计压力，MPa；D w——管子外径，mm；D n——管子内径，mm；φ——焊缝系数；[σ]t——管子材料在设计温度下的基本许用应力，MPa。
管子理论壁厚，仅是按照强度条件确定的承受内压所需的最小管子壁厚。
它只考虑了内压这个基本载荷，而没有考虑管子由于制造工艺等方面造成其强度削弱的因素，因此它只反映管道正常部位强度没有削弱时的情况。
作为工程上使用的管道壁厚计算公式，还需考虑强度削弱因素。
因此，工程上采用的管子壁厚计算公式为S j=S l+C (2-3)式中：S j——管子计算壁厚，mm；C——管子壁厚附加值，mm。
(1)焊缝系数(φ)焊缝系数φ，是考虑了确定基本许用应力安全系数时未能考虑到的因素。
焊缝系数与管子的结构、焊接工艺、焊缝的检验方法等有关。
根据我国管子制造的现实情况，焊缝系数按下列规定选取：[1]对无缝钢管，φ=1．0；对单面焊接的螺旋线钢管，φ=0．6；对于纵缝焊接钢管，参照《钢制压力容器》的有关标准选取：①双面焊的全焊透对接焊缝：100％无损检测φ=1．0；局部无损检测φ=0．S5。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一节 荷载和作用力
• 什么是荷载，荷载的类型及其对施工材料 什么是荷载， 的影响
—永久荷载 永久荷载; 永久荷载 —可变荷载 可变荷载 —偶然荷载 偶然荷载; 偶然荷载 —确定设计荷载应考虑到问题 确定设计荷载应考虑到问题
确定油气管道的设计荷载应考虑：
• 1任何一处管道及管道附件的设计压力不应小于该 处的的最高稳态操作压力，且不应小于管内液体 处于静止状态下该处的静水压力。当设置反输流 程时，输油管道任何一处的设计内压力，不应小 于该处正，反输送条件下的最高稳态操作压力的 较高者。 • 2考虑到管道施工和运行期间，可能性会出现外压 超过内压力的情况，因此，输送流体的管道及管 道附件，应能承受作用在其上的外压与内压之间 的最大压差
第一章 地下管道
概述 • 长距离输油管和油田集输管的98%为地下管道， 为地下管道， 因为有很多优点； 因为有很多优点； • 施工简单，占地面积小，节省投资，且埋于 施工简单，占地面积小，节省投资， 地下的管道容易受到保护， 地下的管道容易受到保护，不影响交通和农 业耕作
• 埋设深度：考虑耕作深度、地面负荷、管 埋设深度：考虑耕作深度、地面负荷、 道与土壤的关系；通常范围： m； 道与土壤的关系；通常范围：1~1.3 m； (1,1.2,1.3) • 管道走向的改变：应用弹性敷设、弯头 管道走向的改变：应用弹性敷设、 2.5% • 强度设计就是针对不同的环境条件，进行 强度设计就是针对不同的环境条件， 优化设计，达到工程可靠、降低造价的目 优化设计，达到工程可靠、 的。
h
F pπD2 pD σa = = = A 4πDδ 4δ
精确的轴应力计算公式为：
σa =
F pd 2 = 2 π (D2 − d 2 ) D − d 2 4
例1-1
二
厚壁管道环向应力的计算
与薄壁不同之处是：厚壁的环向应力沿壁厚 变化，且存在径向应力。如图所示情况，应用 Lame公式可以得到：环向应力：
确定油气管道的设计荷载应考虑：
• 3输油管道的设计应做水击分析，并应根据分析结 果设置的控制和保护设备。在正常操作条件下， 由于水击和其他因素造成的瞬间最大压力值在管 道系统和设备中的任何一点都不得超过输油管道 设计内压的110% • 4输气管道在试验和运行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ间可能全部或局部充水， 而原油管道或成品油管道充空气，因此，必须考 虑沿管长因输送产品重量而引起的荷载变化。
若管道两端固定，则必然存在一个热（压）应力P：
于是管道横截面上的热应力为： 于是管道横截面上的热应力为：
表1-5和1-6见p9；关于以上两公式的说明见 和 见 ；关于以上两公式的说明见p10
二 环向应力的泊松效应
解释：泊松效应—与受力方向正交方向的变形 由环向应力的泊松效应产生的轴向应变为：
由温度变化 引起的轴向应变为： 总的轴向应变为二者之和：
• 欲建一输气管线，位于繁华市中心，其外 径315mm,内压10MPa，采用L390号钢材， 求壁厚？其中某处出现跨越100m,求这段的 壁厚？
第四节 轴向应力与变形
—原因：温度的变化和环向应力的泊松效应
一 热应力
定义：在管道中由于温度变化产生的应力，即管道热应力； 原因：管道的工作温度和安装温度不一致，分压/拉应力。
(推导过程见p11）
以及径向应力：
在只受外部压力的情况下， 上2式变成：
此时以
以及
例1-2
第三节 许用应力与壁厚设计
一 管道许用应力的计算
管道许用应力 计算式为： K为强度设计系数，其取值见p4 ; 为焊缝系数见p5表1-1； 为钢管的最低屈服强度，按表1-1取值。
钢管的许用应力，除考虑设计系数和焊缝系数外，有时还要考虑温度 折减系数。
确定油气管道的设计荷载应考虑：
• 5输油管道的设计温度，当加热输送时应为 被输送流体的最高温度；当不加热输送时， 应根据环境条件确定液体的最高或最低设 计温度。
第二节 环向应力
• 什么是环向应力 一 薄壁管道环向应力的计算
环向应力以 σ 表示，按照 切向力平衡条件可以确定环向 应力为： pD σh = 2δ Barlow公式 由轴向力的平衡条件可以 确定管道的轴向应力为：
二
管道壁厚的设计
1 输油管道直管段壁厚的设计公式—按《输油管道工程设计规范》
另有的说明见p6中 另有的说明见 中
• 一输油管线，其外径273mm,内压10MPa, 采用20号钢，求设计壁厚？
2 输气管道直管段壁厚的设计公式—按《输气管道工程设计规范》
对输气管道的说明见p6下 对输气管道的说明见 下—p7 上
如果管道受到完全约束，则其中的轴向应力为
P10 例1-3
三 埋地管道出土过度段的热伸缩与应力
当沿管道周围的覆土摩擦力之和大于或等于管道的热伸缩力时，管道 在土中出于嵌固状态，此时的管道热应力由教材1-18计算。 在出入土段，部分管道的摩擦力之小于管道的热伸缩力，于是管道产 生伸缩变形 变形段长了l, 变形△l,
管道及油罐强度设计
主讲教师：周锡堂/王琪 参考教材：帅健编
前言前言-对本课程的说明
• • 重要的专业课 主要内容— 主要内容
第一~ 第一~六章 关于各种管道的强度设计 第七~ 第七~十二章 关于储油罐的强度设计
• • • •
教材外参考书：潘家华：储罐及管道强度设计 教材外参考书：潘家华： 学时：42学时 学时：42学时 基础课程：一般力学、工程力学、 基础课程：一般力学、工程力学、弹塑性力学 课程性质： 课程性质：考试课