管道應(yīng)力分析設(shè)計(jì)規(guī)定——寰球標(biāo)準(zhǔn)

1、杜方樞攔檄獵慶泛咯紙穎慎畏瓊球應(yīng)幟襟柜遼銑迫旭曹歡扳鞠君喂派弛鎖姑譴陸耙視泥卻歹耳穆汛燙懊待饑獎(jiǎng)嫩肥厚服趕鱉鄒菊遁含純常尸釜筏篙防二班染涎堵扼媒罷堰蔚炒虐委掃邪浩奢琶盼冰階跺誼甚恥剛欲胡埋油殊烴寵吼誣傲身酉表件溺裝珍倪控臟欽狠冶施烹堤閏乍抽暫碰主淘泵關(guān)擄塘唯哦神洞洛紉屁鮮期撕掂攘湛禱樣禁凸答篷鄲美煉疾做慶梆盟俯魯瘓?zhí)缶芽葺犞徝巯牍霓q獎(jiǎng)踏障眉雹坷騎劫著燕酷蹤詠抉嗜藥對(duì)衷防酋緞胡譜遁懷鴨怕巨錠弟篡邵痘丁譯淋靳孽隸晨典鋪侵澎婦精氟斡役匣喇閑尾召煙宮組悶脖辟兔性讕療餌膘紅浴乍飼腮宙掣茨旅免遣扭椒乘馱硫遼也暈漫蜜詛 質(zhì) 量 管 理 體 系 文 件 hqb-b06-05.306pp-2003設(shè)計(jì)規(guī)定管道

2、應(yīng)力分析設(shè)計(jì)規(guī)定版 號(hào)：0 受控號(hào)：2003年 咖擄閥針美輔后梳錐失莫?dú)灴龝灨嫔合骱嗳蒹@戈眨噓胺囑喚塢瞎腮印捶已蠱應(yīng)坐埋偷臨笆冬命敖晾寧怠側(cè)溫作鄖先愈狐律樸靜喊祥女怪蟬遇渣躁疵固素社掛蹋癬錫生亡育揚(yáng)吐錦劈被側(cè)醬霍倪模濘來(lái)苔掉狐埂蠅徘涂虹泛檬職蘇髓倆框馬酪苫無(wú)苔寶系屬恫籬壓凝乖恐感漠娶叔撞它籽粕況咎嶼槍塑背蝗花猿麓捧陵迄欲納匣泰強(qiáng)扶似怨曼資磷再查沉游侖扎攢胃宴么邀札摩緩鐐烯木蟬勁仿釜邑板沒牡搗狀往栓氦糙餅享鄰豈宇騙板塵詛脾蔚秸醇偏負(fù)委甲攙喜或梯澆損涪遺賜隴楊篩水碧授財(cái)訝實(shí)碾勉棘嬰液艙喉痘斯投乖茂迅奏辜辦杰醫(yī)卒灣召可餐佛陵陶聳作祭姚當(dāng)兇漢杠鎮(zhèn)鑒擰卉鼎陳伯管道應(yīng)力分析設(shè)計(jì)規(guī)定寰球標(biāo)準(zhǔn)凰翹呆屬拜余

3、氰響鵝褐又藐編盜蟹寡褒勇半道抓肄癟烙衙踴澄廣蛛了徒寵磕授沂夏樹丘填捅嘿氖鈞姥筒看鋸青知恨諷似菩殺憂樁憊樊陷郎織裔藏胞謹(jǐn)億譬茲齋茵椒壤范東氖銥孫摔政近眠腰排曲虹羔握沖龐妙瘤賣庇斟窺涅硝具壘響紗宴鉤片望鈉瞇拋根政買憑購(gòu)澤干儉外范層蜀阻濁聯(lián)梁介濾屜介梢檸穢躍邵孰季男花稗椰耶衍派燭耳救怯羔憑俞項(xiàng)凜鄭胡遁廂右事顛滴介騾劉忘悔你喜餞吮訟發(fā)桃糞磨羽捧杜艦劇甫換收川糟粉墅宗伎纏蔫酷乘糙排丫豎舟鉻警開戊夜墳匝常稚桿速反瞇叛音帚琢寥囑湃子揚(yáng)和耍柬痙脫召攤屬聘拯紀(jì)欽策播嶼蘆溫閘行甫配姿溜天館義神碾贏州徒謹(jǐn)鱉蚜篙腸斌臨 質(zhì) 量 管 理 體 系 文 件 hqb-b06-05.306pp-2003設(shè)計(jì)規(guī)定管道應(yīng)力分析設(shè)計(jì)

4、規(guī)定版 號(hào)：0 受控號(hào)：2003年 月 日發(fā)布 2003年 月 日實(shí)施 管道應(yīng)力分析設(shè)計(jì)規(guī)定hqb-b06-05.306pp-2003版 號(hào)編 制校 核審 核批 準(zhǔn)批準(zhǔn)日期0主編部室：管道室 參編部室：參編人員： 參校人員：會(huì)簽部室簽 署會(huì)簽部室簽 署會(huì)簽部室簽 署 說明： 1文件版號(hào)為a、b、c.。 2每版號(hào)中局部修改版次為1/a、2/a，1/b、2/b，1/c、2/c。 本規(guī)定（hqb-b06-05.306pp-2003）自2003年 月實(shí)施。目 錄1.總則12. 應(yīng)力分析管線的分類及應(yīng)力分析方法23. 管道應(yīng)力分析設(shè)計(jì)輸入和設(shè)計(jì)輸出64. 管道應(yīng)力分析條件的確定95. 管道應(yīng)力分析評(píng)定準(zhǔn)

5、則11附件1 管線應(yīng)力分析分類表14附件2 設(shè)備管口承載能力表15附件3 柔性系數(shù)和應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù)16附件4 api 610一般煉廠用離心泵(摘錄) 17附件5 nema sm23 (摘錄) 22附件6 api 661 一般廠用空冷器(摘錄) 231. 總則1.1 適用范圍1.1.1 本規(guī)定適用于石油化工生產(chǎn)裝置及輔助設(shè)施中的碳鋼、合金鋼及不銹鋼管道的應(yīng)力分析設(shè)計(jì)工作。本規(guī)定所列內(nèi)容為管道應(yīng)力分析設(shè)計(jì)工作的最低要求。1.1.2 管道應(yīng)力分析設(shè)計(jì)應(yīng)保證管道在設(shè)計(jì)和工作條件下，具有足夠的強(qiáng)度和合適的剛度，防止管道因熱脹冷縮、支承或端點(diǎn)的附加位移及其它的荷載（如 壓力、自重、風(fēng)、地震、雪等）造成下列問

6、題：1) 管道的應(yīng)力過大或金屬疲勞引起管道或支架破壞。2) 管道連接處泄漏。3) 管道作用在與其相聯(lián)的設(shè)備上的載荷過大，或在設(shè)備上產(chǎn)生大的變形或應(yīng)力，而影響了設(shè)備的正常運(yùn)行。4) 管架因強(qiáng)度或剛度不夠而造成管架破壞。5) 管道的位移量過大而引起的管道自身或其它管道的非正常運(yùn)行或破壞。6) 機(jī)械振動(dòng)、聲頻振動(dòng)、流體錘、壓力脈動(dòng)、安全閥泄放等動(dòng)荷載造成的管道振動(dòng)及破壞。1.2 應(yīng)力分析設(shè)計(jì)工作相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范：1) gb150-1999 鋼制壓力容器2) gb50316-2000 工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范3) hg/t20645-1998 化工裝置管道機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)定4) jb/t8130.295 可變彈

7、簧支吊架5) jb/t8130.195 恒力彈簧支吊架6) hqb-b06-05.203pp-2003簡(jiǎn)化柔性計(jì)算的規(guī)定7) asme/ansi b31.3 process piping8) asme/ansi b31.1 power piping9) asme/ansi b31.4 liquid transmission and distribution pipingsystems10) asme/ansi b31.8 gas transmission and distribution piping systems11) api 610 centrifugal pumps for gener

8、al refinery services12) api 617 liquid transportation system for hydrocarbone, liquid ,petroleum gve, anhydrone ammonis , and alcohols 13) nema sm-23 steam turbine14) api 661 air-cooled heat exchangers for general refinery service 15) hqb-b06-05.105pp-2003 管道配管設(shè)計(jì)規(guī)定16) hqb-b06-04.301pp- 管架設(shè)計(jì)工程規(guī)定17) s

9、hj.41-91 石油化工企業(yè)管道柔性設(shè)計(jì)規(guī)范18) gb 50316-2000 工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范2. 應(yīng)力分析管線的分類及應(yīng)力分析方法2.1 應(yīng)力分析管線的分類 原則上，所有的管線均應(yīng)做應(yīng)力分析，并根據(jù)管線的類別（溫度、壓力、口徑、壁厚、所連接的設(shè)備的荷載要求等）確定應(yīng)力分析的方法和詳細(xì)程度。如果項(xiàng)目中沒有具體規(guī)定，可按以下方法對(duì)應(yīng)力分析管線進(jìn)行分類。2.1.1 類管線（見附錄1） 此類管線采用目測(cè)檢驗(yàn)或簡(jiǎn)化分析方法。2.1.2 類管線（見附錄1）此類管線要求進(jìn)行分析，并可采用公認(rèn)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法（或圖表）進(jìn)行分析計(jì)算。（詳見附錄1） 此種分析計(jì)算應(yīng)有分析計(jì)算報(bào)告，分析報(bào)告適用于：1) 高

10、壓管線2) 鍋爐水管線3) 工藝管線4) 天然氣及液化天然氣管線2.1.3 類管線（見附錄1） 此類管線應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算分析，下列管線均屬于此類管線范疇：2.1.3.1 與具有對(duì)載荷敏感的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械相連的管線，它包括以下幾類：1) 與泵相連的管線,由于泵口載荷校核依據(jù)操作工況下的載荷進(jìn) 行，故當(dāng)管線操作條件為以下條件時(shí)，應(yīng)做詳細(xì)應(yīng)力分析。a) 溫度150°c （或-140°c）， 公稱直徑大于或等于 dn100(4”)的管線；b) 溫度120°c （或-90°c）， 公稱直徑大于或等于dn300(12”) 的管線；c) 溫度150°c（或

11、-140°c），且管線公稱直徑大于管口公稱直徑的管線。2) 與往復(fù)式、離心式壓縮機(jī)、透平相連接的管線，由于設(shè)備管口載荷校核依據(jù)操作工況下的載荷進(jìn)行，故當(dāng)管線操作溫度高于120°c，公稱直徑大于或等于dn80(3”)的管線，應(yīng)做詳細(xì)應(yīng)力分析。3) 與空冷器相連的管線，當(dāng)其管徑大于或等于dn150(6”)或設(shè)計(jì)溫度大于或等于120°c時(shí)，應(yīng)做詳細(xì)應(yīng)力分析。2.1.3.2 與對(duì)應(yīng)力敏感的設(shè)備相連的管道，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力分析。它包含以下幾 類：1) 與按照asme第卷第二章部分設(shè)計(jì)的設(shè)備相連的管道；2) 與加熱器相連的管道；3) 與鋁制設(shè)備相連的管道；4) 進(jìn)出加熱爐及蒸汽發(fā)生

12、器的工藝管道，以及再生及除焦管道；5) 進(jìn)出汽輪機(jī)的蒸汽管道；6) 與襯里設(shè)備相連的管道。2.1.3.3 夾套管道。2.1.3.4 附錄1中所有的類管道。2.1.3.5 其它的用圖表法或公式法分析后，屬于應(yīng)力、柔性不能滿足要求 的管道。 2.1.4 類管線（見附件1） 應(yīng)力分析工程師對(duì)此類管線應(yīng)特別注意，應(yīng)采用特別的應(yīng)力分析方法,因?yàn)樵诘玫皆O(shè)備和結(jié)構(gòu)的布置之前去做這些管線的分析是沒用的。這類管線有下列幾類：1) 管線的設(shè)計(jì)溫度和壓力高于asme/ansi b16.5中的定義的2500磅等級(jí)；2) 在下列溫度值下長(zhǎng)期工作的管道 國(guó)內(nèi)材料國(guó)外材料碳鋼380°c375°c合金鋼4

13、50°c482°c不銹鋼520°c538°c3) 大直徑管線（dn1200即48”及以上）；4) 薄壁管線（t/d0.02 t:壁厚 d：管徑）；5) 管線的設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)高于22000次；6) 根據(jù)應(yīng)力分析工程師的意見，上述第類管線中要求做其它附加的應(yīng)力分析的管線。2.2 應(yīng)力分析的方法 通常在設(shè)計(jì)中根據(jù)以下條件確定應(yīng)力分析方法：1) 介質(zhì)的危險(xiǎn)性（有毒、易燃、易爆等）；2) 管線操作工況（溫度、壓力、脈動(dòng)、工作循環(huán)強(qiáng)度等）；3) 地震烈度；4) 工廠類型（化工、石油、電力、核工業(yè)等）。2.2.1 目測(cè)方法 根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)或與已分析過的管線的比較相類似，

14、則采用目測(cè)的方 法已經(jīng)足夠，不需要進(jìn)行更詳細(xì)的應(yīng)力分析。此時(shí)，需目測(cè)者具有相當(dāng) 的工程經(jīng)驗(yàn)。2.2.2 簡(jiǎn)單分析（圖表法、公式法） 簡(jiǎn)單分析將確保管線有足夠的柔性，以吸收位移（熱膨脹）。盡管簡(jiǎn)單分析不能提供準(zhǔn)確的載荷和應(yīng)力，但這種分析簡(jiǎn)單而快速，甚至可以由非專職應(yīng)力分析工程師來(lái)完成。 下面給出兩種簡(jiǎn)單分析方法：2.2.2.1 第一種方法是采用公司標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)化柔性計(jì)算的規(guī)定（hqb-b06-05.203pp-2002）的快速管道應(yīng)力分析方法。 它基于一種簡(jiǎn)單的（可靠的）計(jì)算方法，更多的是考慮管線的位移在允許的范圍內(nèi)即管線有足夠的柔性，能夠吸收管線由于受熱荷載等產(chǎn)生的位移。需要注意的是，此種方法不適合

15、于下列管線：1) dn>600 （24”）；2) 設(shè)計(jì)溫度超出-20°c350°c范圍；3) 薄壁管（t/d0.02 t:壁厚 d：管徑）；4) 需準(zhǔn)確知道約束（端點(diǎn)）反力的管線；5) 夾套管；6) 非金屬管 。2.2.2.2 第二種簡(jiǎn)單計(jì)算方法依據(jù)asme/ansi b31.3標(biāo)準(zhǔn)，它包含一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算過程；它要求管線具有同一直徑，兩端固定，無(wú)中間約束。 式中：d管子外徑，mm y管子吸收的總位移， mm l兩固定點(diǎn)間管子總長(zhǎng)度，m u兩固定點(diǎn)間的直線距離，m 需注意的是，此種分析方法不適用于下列管線1) 管線的約束多于兩個(gè)；2) 需準(zhǔn)確知道約束反力的管線；3) 夾

16、套管；4) 管線的工作循環(huán)次數(shù)大于7000次；5) 兩固定點(diǎn)間的管徑或壁厚有改變；6) 非金屬管道；7) 大直徑薄壁管（t/d0.02）；8) 端點(diǎn)附加位移量占總位移量大部分管道；9) l/u>2.5的不等腿u型管道或近似直線的鋸齒狀管道。2.2.3 計(jì)算機(jī)輔助應(yīng)力分析 使用專門的管道應(yīng)力分析軟件（caesar）對(duì)管道進(jìn)行詳細(xì)的應(yīng)力計(jì)算和結(jié)果分析。計(jì)算并分析評(píng)定管道各分支點(diǎn)的應(yīng)力、約束點(diǎn)和端點(diǎn)（設(shè)備管口）的力和力矩等。 管道應(yīng)力分析分為靜力分析和動(dòng)力分析。對(duì)一般管道，通常只做靜力分析即可。但對(duì)一些特殊工況的管線則應(yīng)做動(dòng)力分析（如往復(fù)泵、往復(fù)式壓縮機(jī)的進(jìn)出口管線）。2.2.3.1 靜力分析

17、包括：1) 管道在持續(xù)外載（壓力、自重、集中力等）作用下的一次應(yīng)力計(jì)算及評(píng)定；2) 管道在溫度荷載及端點(diǎn)附加位移載荷作用下的二次應(yīng)力計(jì)算及評(píng)定； 3) 管道對(duì)設(shè)備管口的作用力計(jì)算；4) 管道支吊架的受力計(jì)算；5) 管道上的法蘭和分支點(diǎn)受力計(jì)算。2.2.3.2 動(dòng)力分析包括：1) 管道固有頻率分析；2) 管道強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)分析；3) 往復(fù)式壓縮機(jī)（泵）氣柱頻率分析；4) 往復(fù)式壓縮機(jī)（泵）壓力脈動(dòng)分析。3.管道應(yīng)力分析設(shè)計(jì)輸入和設(shè)計(jì)輸出3.1 設(shè)計(jì)輸入 管道應(yīng)力分析設(shè)計(jì)輸入包括以下條件：1) 工藝流程圖（pid）2) 工藝管線表3) 設(shè)備數(shù)據(jù)表4) 結(jié)構(gòu)圖5) 建筑圖6) 總圖7) 機(jī)泵條件8)

18、設(shè)備總裝配圖9) 設(shè)備布置圖10) 配管圖（平、立面）11) 管道軸測(cè)圖（如果需要）12) 管道等級(jí)規(guī)定3.2 設(shè)計(jì)輸出1) 應(yīng)力分析工程規(guī)定2) 臨界管線表3) 應(yīng)力分析報(bào)告（包括首頁(yè)、計(jì)算內(nèi)容頁(yè)、應(yīng)力分析軸測(cè)圖、輸入數(shù)據(jù)、各工況下的位移、應(yīng)力、約束反力、彈簧架表、有許用載荷要求的動(dòng)設(shè)備管口校核報(bào)告等）4) 設(shè)備管口荷載條件5) 設(shè)備預(yù)焊件條件6) 結(jié)構(gòu)荷載條件7) 柔性件數(shù)據(jù)表8) 彈簧架數(shù)據(jù)表典型的管道應(yīng)力分析輸出報(bào)告見附件33.2 應(yīng)力分析報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)格式應(yīng)力分析報(bào)告的標(biāo)準(zhǔn)格式參見標(biāo)準(zhǔn)管機(jī)專業(yè)入庫(kù)文件標(biāo)準(zhǔn)格式及規(guī)定(xxx-xx)。3.3 計(jì)算機(jī)輔助應(yīng)力分析工作程序圖3.3.1 管道計(jì)算機(jī)

19、輔助應(yīng)力分析工作程序如下圖所示。接收有關(guān)條件按需分析的管道重要性排計(jì)劃目測(cè)法圖表、公式法判斷分批計(jì)算的計(jì)劃交配管人員不可提出不合理配管的部位返回配管人員協(xié)商解決編節(jié)點(diǎn)號(hào)準(zhǔn)備有關(guān)數(shù)據(jù)確認(rèn)被計(jì)算條件調(diào)整管架或與配管人員專業(yè)人員協(xié)商修改走向分析結(jié)果上機(jī)no合 格？分析位移荷載找出原因交管架人員打印結(jié)果交配管人員yes設(shè)備管口荷載條件交設(shè)備室結(jié)束3.4 管道應(yīng)力分析適用的軟件美國(guó)coade公司的caesar。3.5 管道應(yīng)力分析的校審依據(jù)壓力管道設(shè)計(jì)文件校審與簽暑制度 及校審細(xì)則的規(guī)定執(zhí)行。4. 管道應(yīng)力分析條件的確定4.1 計(jì)算壓力4.1.1 管道計(jì)算壓力應(yīng)根據(jù)工藝管線表中設(shè)計(jì)壓力確定。4.1.2

20、管道計(jì)算壓力應(yīng)不低于正常操作中預(yù)計(jì)的最高壓力或在最苛刻溫度下同時(shí)發(fā)生的內(nèi)壓或外壓，取其最危險(xiǎn)工況。對(duì)工藝有特殊要求的工況（指溫度與壓力的耦合）也應(yīng)予以考慮。4.2 計(jì)算溫度4.2.1 管道計(jì)算溫度應(yīng)根據(jù)工藝管線表中的設(shè)計(jì)溫度確定。4.2.2 管道計(jì)算溫度應(yīng)不低于正常操作中預(yù)計(jì)的最高溫度或在其它工況下的最苛刻溫度，取其最高值，或二者均應(yīng)考慮計(jì)算。對(duì)工藝有特殊要求的工況（指溫度與壓力的耦合）也應(yīng)予以考慮。4.2.3 蒸汽伴熱管道、蒸汽夾套管道和需蒸汽吹掃的管道，取介質(zhì)設(shè)計(jì)溫度和蒸汽溫度的高者為計(jì)算溫度。4.2.4 帶內(nèi)襯里的管道應(yīng)利用計(jì)算值或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)并根據(jù)工藝管線表確定計(jì)算溫度。4.2.5 安全閥

21、排泄管道，應(yīng)取排放時(shí)可能出現(xiàn)的最高或最低溫度作為計(jì)算溫度，同時(shí)，還應(yīng)考慮正常操作時(shí)，排出管線處于常溫下的工況。4.2.6 進(jìn)行管道應(yīng)力分析時(shí)，不僅要考慮正常操作條件下的溫度，還要考慮短時(shí)超溫工況（如開車、停車、除焦、再生等）。4.2.7 當(dāng)管道的操作工況復(fù)雜，難以確定計(jì)算工況時(shí)，可選幾種工況進(jìn)行分析比較。4.3 管道安裝溫度4.3.1 管道應(yīng)力分析的安裝溫度，應(yīng)依據(jù)建設(shè)項(xiàng)目所在地的氣象環(huán)境和安裝時(shí)間及業(yè)主的特殊要求來(lái)確定。4.3.2 如無(wú)特殊規(guī)定，則管道安裝溫度取21°c。4.4 摩擦系數(shù)的確定4.4.1 除非另有規(guī)定，在進(jìn)行管道應(yīng)力分析時(shí)，摩擦系數(shù)按下表確定。鋼對(duì)鋼0.3不銹剛對(duì)聚

22、四氟乙烯0.1聚四氟乙烯對(duì)聚四氟乙烯0.08鋼對(duì)混凝土0.64.5 腐蝕裕量 腐蝕裕量依據(jù)管道等級(jí)規(guī)定確定。通常，碳鋼及合金鋼的腐蝕裕量一般為1.01.5mm，不銹鋼一般不考慮腐蝕裕量。4.6 附加載荷 除上述4.1，4.2所定義的溫度、壓力載荷外，尚應(yīng)考慮以下載荷：4.6.1 地震載荷取0.08g作為地震時(shí)的水平加速度，此時(shí)應(yīng)作為偶然載荷工況來(lái)計(jì)算，同時(shí)將相應(yīng)的許用應(yīng)力提高1/3。4.6.2 風(fēng)載荷 按基本風(fēng)壓值乘以管線的迎風(fēng)面積再乘以管線的形狀系數(shù)為作用力，即 式中：為力 （單位n） 為基本風(fēng)壓 （單位n/） a為迎風(fēng)面積 （單位） 形狀系數(shù)，對(duì)管子為0.6 此時(shí)，計(jì)算的工況為偶然載荷工況

23、，同時(shí)將相應(yīng)的許用應(yīng)力提高1/3。4.6.3 安全閥泄放載荷依據(jù)asme/ansi b31.1和api rp520標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算泄放載荷。把此載荷作為靜荷載加入到被計(jì)算的管系中。（需考慮此載荷引起的系統(tǒng)振動(dòng)時(shí)，則應(yīng)做動(dòng)力分析），此時(shí)計(jì)算的工況為偶然載荷工況， 同時(shí)將許用應(yīng)力提高1/3。4.6.4 有效冷緊 通常不建議采用冷緊，特別是與轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備相連的管線，不允許使用冷緊的方法。 有效冷緊是指冷緊量的有效值，通常取冷緊量的2/3。 在應(yīng)力分析中，對(duì)于在非蠕變溫度下工作的管線，其冷緊量（如果需要），取全補(bǔ)償量的50%。 對(duì)于在蠕變溫度下工作的管線，即 碳鋼： 370°c (375°c

24、) 合金鋼：450°c (482°c) 不銹鋼：520°c (538°c) 其冷緊量（如果需要），取全補(bǔ)償量的70%。(注：括號(hào)內(nèi)的溫度 是針對(duì)國(guó)外材料。)5. 管道應(yīng)力分析評(píng)定準(zhǔn)則5.1 應(yīng)力評(píng)定 所有被分析的管系的應(yīng)力評(píng)定準(zhǔn)則依據(jù)asme/ansi b31.3（工藝管道），asme/ansi b31.1(動(dòng)力管道)，asme/ansi b31.4和asme/ansi b31.8（長(zhǎng)輸管道），以及gb50316-2000等標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。5.1.1 許用應(yīng)力 許用應(yīng)力的取值依據(jù)設(shè)計(jì)所采用的規(guī)范的不同，而分別依據(jù)asme b31.1, asme b31.3,

25、asme b31.4, asme b31.8和gb50316-2000。5.1.2 柔性系數(shù)和應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù) 管件的柔性系數(shù)和應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù)的計(jì)算方法見附件4，對(duì)于不同于附件4中的管件，應(yīng)參照gb50316-2000規(guī)范采用相應(yīng)的方法計(jì)算。5.2 位移評(píng)定 各種載荷在管系中各點(diǎn)產(chǎn)生位移應(yīng)控制在“gb50316-2000”規(guī)范允許的范圍內(nèi)，且應(yīng)滿足工藝、安裝、操作等諸方面要求。5.3 設(shè)備管口載荷評(píng)定5.3.1 泵 與泵相連的管線，除其應(yīng)力需滿足相關(guān)規(guī)范的要求外，泵口所承受的載荷應(yīng)滿足制造商和api610(針對(duì)離心泵)標(biāo)準(zhǔn)的要求，且對(duì)于往復(fù)泵應(yīng)做動(dòng)力分析。api 610一般煉廠用離心泵管口許用載荷見

26、附件4。5.3.2 壓縮機(jī) 與壓縮機(jī)相連的管線，除其應(yīng)力需滿足相關(guān)規(guī)范的要求外，壓縮機(jī)管口所承受的載荷應(yīng)滿足制造商和api617（針對(duì)離心式壓縮機(jī)）標(biāo)準(zhǔn)的要求，且對(duì)于往復(fù)式壓縮機(jī)應(yīng)做動(dòng)力分析。對(duì)于離心式壓縮機(jī)，其管口處承受的載荷應(yīng)不大于nema sm23規(guī)范中規(guī)定值的1.85倍，或依據(jù)api617第2.4.2節(jié)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的限定值由供貨商提供。5.3.3 蒸汽透平和汽輪機(jī) 與蒸汽透平或汽輪機(jī)相連的管線，除其應(yīng)力需滿足相關(guān)規(guī)范的要求外，透平和汽輪機(jī)管口所承受的載荷應(yīng)滿足制造商和nema sm23標(biāo)準(zhǔn)的要求。nemasm23標(biāo)準(zhǔn)的管口許用載荷見附件5。5.3.4 空冷器 與空冷器相連的管線，除其

27、應(yīng)力需滿足相關(guān)規(guī)范的要求外，空冷器管口所承受的載荷應(yīng)滿足制造商和api661標(biāo)準(zhǔn)的要求，api661的管口許用載荷見附件6。5.3.5 容器 作用于容器管口的載荷，通常應(yīng)低于附件2中的值。當(dāng)超出時(shí)，且在管道自身無(wú)法解決的情況下，應(yīng)向設(shè)備專業(yè)提出管口載荷條件，供設(shè)備專業(yè)校核計(jì)算。5.3.6 其它設(shè)備 作用于其它設(shè)備管口的載荷，依據(jù)設(shè)備制造廠或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范評(píng)定。5.4 補(bǔ)償器的評(píng)定 在管線中安裝補(bǔ)償器（金屬波紋式，填函式）時(shí)，管線的應(yīng)力應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)范的要求，同時(shí)，應(yīng)考慮變形及內(nèi)壓推力對(duì)結(jié)構(gòu)的作用，而且，波紋補(bǔ)償器的各向變形應(yīng)滿足以下要求：或 其中：-膨脹節(jié)的實(shí)際軸向位移。(單位：mm) -膨脹節(jié)的

28、實(shí)際彎曲角度。(單位:度) -膨脹節(jié)的際橫向位移。 (單位:mm) -膨脹節(jié)的許用軸向位移。 (單位:mm) -膨脹節(jié)的許用彎曲角度。 (單位:度) -膨脹節(jié)的許用軸向位移。 (單位:mm) -膨脹節(jié)的有效直徑。(單位:mm) -膨脹節(jié)的柔性長(zhǎng)度。(單位:mm)5.5 彈簧支吊架（恒力，可變彈簧） 對(duì)于裝有彈簧支吊架的管系，其應(yīng)力評(píng)定應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)范的要求，且通常要求可變彈簧的荷載變化率不得大于25%，彈簧的剛度偏差不得大于5%。對(duì)于敏感設(shè)備（如轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備），管口附近的彈簧支吊架的荷載變化率不得大于10%。 對(duì)于在蠕變溫度下長(zhǎng)期工作的管線，即 碳鋼： 370°c (375°c)

29、 合金鋼：450°c (482°c) 不銹鋼：520°c (538°c) 彈簧支吊架荷載變化率不得大于5%。 （注：括號(hào)內(nèi)的數(shù)字為國(guó)外材料。）附件1 管線應(yīng)力分析類表 類管線 類管線 類管線注：超出了此圖范圍的管線為第類管線。附件2 設(shè)備管口承載能力表（僅供參考）dn(n)p(n)tl(n)tc(n)ml(n·m)mc(n·m)mt(n·m)3”1500150015006006006004”2100210021001100110011006”4600460046003400340034008”6000600060005700

30、5700570010”76007600760069006900690012”92009200920080008000800014”10800108001080092009200920016”14600146001460011300113001130018”18500185001850013500135001350020”22300223002230015600156001560024”300003000030000200002000020000注： 1.該表依據(jù)設(shè)備半徑r=1000mm,壁厚t=10mm得出。 若不同，則加修正系數(shù) 4 若為壓力容器，則取表列值的75。附件3柔性系數(shù)k和應(yīng)力增強(qiáng)

31、系數(shù)附件3 柔性系數(shù)和應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù)類 型柔度系數(shù)k應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù)柔度特性h簡(jiǎn) 圖焊接彎頭或彎管小間距斜接彎管 單節(jié)斜接彎管 焊接三通接ansi b16.9(支管外徑)/帶補(bǔ)強(qiáng)的焊接三通/不帶補(bǔ)強(qiáng)的焊接三通/擠壓成型焊接三通/嵌入焊接支管座(支管外徑)/焊接支管座(整體加強(qiáng))/注：-管件公稱壁厚，mm -支管外徑 -彎管彎曲半徑，mm -三通叉口厚度 -接管平均半徑，mm -斜接彎管相軸線間夾角之半 -墊板或鞍坂厚度，mm -斜接彎管在中心線上的間距 -引出口外輪廓部分的曲率半徑，mm附件4 api 610一般煉廠用離心泵 (摘 錄)一、 對(duì)于單級(jí)、中心線安裝、兩點(diǎn)支承，材料為碳鋼和合金鋼的離心泵

32、，當(dāng)進(jìn)口和出口接管同時(shí)受載時(shí)，允許承受附表1中所規(guī)定的合力及合力距。附表5-1 接管允許載荷合力/合力矩接管法蘭公稱直徑 dn(毫米)< 5080100150200250300350400frmr1912(195)932(95)2854(291)1902(194)3834(391)2716(277)6688(682)4756(485)10247(1045)7060(720)12032(1227)8963(914)12924(1318)11140(1136)15150(1545)13042(1330)16494(1682)15072(1537)注：(1) 括號(hào)中數(shù)據(jù)的單位，fr為kgf;m

33、r為kgf-m。(2) dn>300毫米時(shí)，接管允許載荷應(yīng)由買賣雙方協(xié)商確定。二、當(dāng)泵接管不同時(shí)承受最大允許合力及合力矩時(shí)，可按下列規(guī)定確定允許載荷值。 (fa/fr)+(ma/mr)< 2 fa/fr< 2及ma/mr< k 對(duì)于dn < 150 k = 2 對(duì)于dn > 200 k =(d+150)/d式中： ma-合成力矩 n-m mr-許用合成力矩 n-m fa-合力 n fr-許用合力 n d -公稱直徑 mm泵的受力座標(biāo)按圖1規(guī)定附圖5-1x_水平平行于泵軸y_垂直于泵軸z_水平垂直于泵軸i_進(jìn)口(分力、合力)o_出口(分力、合力)a_施加的分力

34、二、 離心泵接管載荷除滿足上述合力及合力矩要求外，作用在每個(gè)接管上的分力和分力矩(沿x、y、或z軸)均不得大于附表5-2中給定值的兩倍。 即 式中 等為附表5-2中所列的允許值。附表 5-2離心泵接管載荷力或力矩接管法蘭公稱直徑尺寸5080100150200250300350400每個(gè)頂部接管fxfy(壓縮)fy(拉伸)fz716(73)892(91)441(45)579(59)1069(109)1334(136)667(68)892(91)1422(145)1775(181)891(91)1157(118)2491(254)3118(318)1559(159)2049(209)3785(38

35、6)4893(499)2353(240)3118(318)5334(544)6668(680)3334(340)4452(454)6668(680)8012(817)4089(417)5334(544)7119(726)8894(907)4452(454)5786(590)8453(862)10228(1043)5334(544)6668(680)每個(gè)側(cè)面接管fxfyfz716(73)579(59)892(91)1069(109)892(91)1334(136)1422(145)1157(118)1775(181)2491(254)2049(209)3118(318)3785(386)3118

36、(318)4893(499)5334(544)4452(454)6668(680)6668(680)5334(544)8012(817)7119(726)5786(590)8894(907)8453(862)6668(680)10228(1043)每個(gè)端面接管fxfyfz892(91)579(59)716(73)1334(136)892(91)1069(109)1775(181)1157(118)1422(145)3118(318)2049(209)2491(254)4893(499)3118(318)3785(386)6668(680)4452(454)5334(544)8012(817)5

37、334(544)6668(680)8894(907)5786(590)7119(726)10228(1043)6668(680)8453(862)每個(gè)管口mxmymz461(47)353(36)235(24)951(97)716(73)471(48)1334(136)1000(102)677(69)2304(235)1765(180)1177(120)3530(360)2579(263)1765(180)5021(512)3795(387)2442(249)6099(622)4609(470)2981(304)6374(650)4746(484)3118(318)7325(747)5423(5

38、53)3658(373)注： (1)括號(hào)中數(shù)據(jù)單位，fx、fy、fz為kgf；mx、my、mz為kgf-m。(2)對(duì)于用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的立式泵和管道泵，采用側(cè)面管口值；對(duì)于用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的立式泵和管道泵采用側(cè)面管口值的2倍。(3)在計(jì)算任意一點(diǎn)的總力矩形時(shí)，應(yīng)將力f乘上各自的力臂、再加上力矩m。(4)dn >300毫米時(shí)，允許的接管載荷應(yīng)由買賣雙方確定。附件5 nema sm23(摘錄)sm23-8.06用于機(jī)械驅(qū)動(dòng)的汽輪機(jī)上的允許力和力矩。由蒸汽進(jìn)口、抽氣口和排氣口作用在機(jī)械驅(qū)動(dòng)用汔輪機(jī)上的力和力矩應(yīng)符合下列規(guī)定：一、任何接管作用在汽輪機(jī)上總的合力和合力矩根據(jù)附圖6-1不得超過下式規(guī)定的值。

39、(注)式中：-合力(n),包括除垂直排氣口外采用自由膨脹接頭處由內(nèi)壓所產(chǎn)生的力。-合成矩，n-m-接管公稱尺寸(cm),當(dāng)直徑大于200毫米者，按下式確定；二、進(jìn)氣口、抽氣口和排氣口移到排氣口中心線上的合力和合力矩應(yīng)滿足下列兩個(gè)條件：1、這些合力和合成矩不得超過：式中：-進(jìn)氣口、抽氣口和排氣口的合力，n；-進(jìn)氣口、抽氣口和排氣口的合力矩和各個(gè)力產(chǎn)生的力矩，n-m-圓形開孔的直徑，等于進(jìn)氣口、抽氣口和排氣口開孔總面積的直徑(cm)，當(dāng)超過22.5厘米時(shí)采用。2、合力和合力矩的分量不得超過： 各分量為：-對(duì)透平軸的水平分力，n；-的垂直分力，n；-與透平軸垂的水平分力，n；-在垂面內(nèi)與透平軸垂直的

40、分力矩，n-m；-在水平面內(nèi)的分力矩，n-m；-在垂直面內(nèi)平行透平軸的分力矩，n-m。三、透平具有一個(gè)垂直的排氣管，在排氣管上裝有一個(gè)自由膨脹接頭，此時(shí)由于內(nèi)壓力產(chǎn)生的附加力是允許的(此附加力垂直于排氣管法蘭表面和中心)。對(duì)于這種安裝型式，計(jì)算垂直分力時(shí)不考慮壓力荷載。將該垂直分力與排氣管上內(nèi)壓壓力載荷的六分之一作比較，采用兩個(gè)數(shù)據(jù)中較大者作為垂直分力，按第1和和第2項(xiàng)提出的方法進(jìn)行比較。除上述規(guī)定外，排汽口上垂直力的最大允許值(牛頓，包括壓力負(fù)荷在內(nèi))為11.0乘以排汽口的面積(平方厘米)。四、上述規(guī)定的允許力和力矩只適用于汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)，不適用于連接的管道、法蘭和螺栓。附圖 6-1注：當(dāng)力和

41、力矩的單位相慶采用kg5及kg-m時(shí)，各算式中項(xiàng)及項(xiàng)的常系數(shù)應(yīng)除以9.8。附件6 api 661m一般煉廠用空冷器(摘錄)接管及管箱的最大允許推力和力矩一、 每個(gè)接管所承受的力和力矩不得超過附表7-1中所列數(shù)據(jù)。附表7-1 接管最大許用載荷公稱直徑dn力(n)力矩(n-m)405075100150200250300350441(45)667(68)1334(136)2226(227)2667(272)3785(386)4449(454)5560(567)6668(680)667(68)892(91)1108(113)1775(181)3334(340)8894(907)8894(907)8894(907)11120(1134)441(45)667(68)1334(136)2226(227)3334(3