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时间:2019-02-03
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1、CAESARII是COADE公司(已被INTERGRAPH公司并购)的一款优秀管道应力分析软件。编辑本段1.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。编辑本段2.管道应力分析的主要内容 管道应力分析分为静力分析和动力分析。 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——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
2、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——防止法兰汇漏。 动力分析包括: l)管道自振频率分析——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——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。编辑本段3.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
3、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。编辑本段4.管道应力分析的目的 1)为了使管道和管件内的应力不超过许用应力值; 2)为了使与管系相连的设备的管日荷载在制造商或国际规范(如NEMASM-23、API-610、 API-617等)规定的许用范围内; 3)为了使与管系相连的设备管口的局部应力在ASMEVlll的
4、允许范围内; 4)为了计算管系中支架和约束的设计荷载; 5)为了进行操作工况碰撞检查而确定管于的位移; 6)为了优化管系设计。编辑本段5.管道柔性设计方法的确定 一般说来,下述管系必须利用应力分析软件(如CAESARII)通过计算机进行计算及分析。 1)与贮罐相连的,公称管径12”及以上且设计温度在100度及上的管线; 2)离心式压缩机(API617)及往复式压缩机(API618)的3”及以上的进、出口管线: 3)蒸汽透平(NAMESM23)的入口、出口和抽提管线; 4)泵(API610)——公称管径4”及以上且温度
5、100度及以上或温度-20度及以下的吸入。 排出管线; 5)空冷器(API661)——公称管径6”及以上且温度120度及以上的进、出口管线; 6)加热炉(API560)——与管口相连的6”及以上和温度200度及以上的管线; 7)相当长的直管,如界区外的管廊上的管线; 8)法兰处的泄漏会造成重大危险的管线,如氧气管线、环氧乙烷管线等。 9)公称管径4”及以上且100度及以上或-50度及以下的所有管线;编辑本段6.摩擦系数的确定 除非另有规定,在进行管道柔性分析时摩擦系数应作如下考虑: 滑动支架: 钢对钢0.3 不锈
6、钢对聚四氟乙烯0.1 聚四氟乙烯对聚四氟乙烯0.08 钢对混凝土0.6 滚动支架: 钢对钢(滚珠)0.3 钢对钢(滚柱)0.3 注:滚珠沿轴向运动时应采用滑动摩擦系数.编辑本段7.管道柔性设计 管道柔性是反映管道变形难易程度的一个物理概念,表示管道通过自身变形吸收热胀、冷缩和其它位移变形的能力。 进行管道设计时,应在保证管道具有足够的柔性来吸收位移应变的前提下,使管道的长充尽可能短或投资尽可能少。在管道柔性设计中,除考虑管道本身的热胀冷缩外,还应考虑管道端点的附加位移。设计时,一般采用下列一种或几种措施来增加管道的柔
7、性: (1)改变管道的走向; (2)选用波形补偿器、套管式补偿器或球形补偿器; (3)选用弹性支吊架。编辑本段8.管道柔性设计的目的 管道柔性设计的目的是保证管道在设计条件下具有足够的柔性,防止管道回热胀冷缩、端点附加位移、管道支承设置不当等原因造成下列问题; (1)管道应力过大引起金属疲劳和(或)管道推力过大造成支架破坏; (2)管道连接处产生泄漏; (3)管道推力或力矩过大,使与其相连接的设备产生过大的应力或变形,影响设备正常运行。编辑本段9.应进行详细柔性设计的管道 (1)进出加热炉及蒸汽发生器的高温管道;
8、(2)进出汽轮机的蒸汽管道; (3)进出离心压缩机,透平鼓风机的工艺管道; (4)进出离心分离机的工艺管道; (5)进出高温反应器的管道; (6)温度超过400℃的管道; (7)利用图表或其他简化法初步分析后,表明需要进一步
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