《壓力管道規(guī)范+工業(yè)管道+第3部分：設(shè)計和計算GBT+20801.3-2020》詳細(xì)解讀

《壓力管道規(guī)范工業(yè)管道第3部分：設(shè)計和計算GB/T20801.3-2020》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4設(shè)計條件和設(shè)計準(zhǔn)則5管道組成件6管道組成件的壓力設(shè)計7管道應(yīng)力分析8管道支吊架contents目錄附錄A(資料性附錄)風(fēng)荷載和地震荷載的計算附錄B(資料性附錄)管道布置附錄C(資料性附錄)常用工業(yè)閥門標(biāo)準(zhǔn)與國外通用石油化工閥門標(biāo)準(zhǔn)對照附錄D(資料性附錄)低泄漏閥門閥桿密封通用要求附錄E(資料性附錄)計算實例附錄F(資料性附錄)壓力面積法補(bǔ)強(qiáng)計算附錄G(規(guī)范性附錄)柔性系數(shù)和應(yīng)力增大系數(shù)contents目錄附錄H(資料性附錄)管系中閥門開、關(guān)時的動載分析附錄I(資料性附錄)靜設(shè)備管口許用荷載附錄J(規(guī)范性附錄)金屬波紋膨脹節(jié)參考文獻(xiàn)011范圍工業(yè)管道的設(shè)計與計算01本規(guī)范詳細(xì)闡述了工業(yè)管道在設(shè)計、布置、支撐、材料選用以及施工安裝等方面的基本要求，為工業(yè)管道的安全運行提供了有力保障。適用范圍界定02本規(guī)范適用于新建、擴(kuò)建或改建的工業(yè)金屬壓力管道，其設(shè)計、材料、制造、安裝、檢驗與試驗等環(huán)節(jié)均應(yīng)遵循本規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。排除范圍03對于某些特殊類型的管道，如公稱直徑小于或等于DN50，且最高工作壓力小于0.1MPa的管道，以及非金屬材料制成的管道等，本規(guī)范可能并不完全適用，需結(jié)合實際情況進(jìn)行具體分析。1范圍022規(guī)范性引用文件123規(guī)定了工業(yè)管道的總則、術(shù)語和定義、材料、管道元件等基礎(chǔ)要求，是本部分設(shè)計計算的前提。GB/T20801.1提供了工業(yè)管道的材料、設(shè)計、制造、安裝、檢驗等環(huán)節(jié)的通用要求，與本部分共同構(gòu)成完整的工業(yè)管道設(shè)計規(guī)范。GB/T20801.2包括特種設(shè)備安全法、壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定等，是工業(yè)管道設(shè)計、制造、使用的法律依據(jù)。相關(guān)國家法律法規(guī)2規(guī)范性引用文件033術(shù)語和定義指企業(yè)、事業(yè)單位所屬的輸送工藝管道、公用工程管道及其他輔助管道，包括延伸出工廠邊界線，但歸屬企事業(yè)管轄的管道。工業(yè)管道系統(tǒng)中使用的各種管道以及管道用管件、閥門、法蘭、墊片、緊固件、過濾器、阻火器、節(jié)流元件、混合元件、分離元件、安全保護(hù)設(shè)施、陰極保護(hù)系統(tǒng)、膨脹節(jié)、撓性接頭、耐壓軟管、疏水器、過濾阻汽排水裝置、阻汽排水管道、管道用保溫材料等以及上述管道元件組合裝置。工業(yè)管道管道元件3術(shù)語和定義044設(shè)計條件和設(shè)計準(zhǔn)則03安全因素考慮各種潛在風(fēng)險因素，如壓力波動、熱應(yīng)力、腐蝕裕量等，確保管道在設(shè)計條件下安全穩(wěn)定運行。01流體介質(zhì)條件包括流體名稱、組分、密度、粘度等物性參數(shù)，以及操作溫度、壓力等工藝條件。02管道系統(tǒng)條件包括管道材料、直徑、壁厚、連接方式等管道自身條件，以及管道所處的環(huán)境條件，如土壤腐蝕性、地震烈度等。4設(shè)計條件和設(shè)計準(zhǔn)則055管道組成件分類根據(jù)用途和特性，管道組成件可分為管件、法蘭、密封件、緊固件等。選用原則應(yīng)綜合考慮管道的設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、介質(zhì)特性等因素，選擇適當(dāng)?shù)墓艿澜M成件。質(zhì)量控制管道組成件應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，確保其質(zhì)量和可靠性。5管道組成件066管道組成件的壓力設(shè)計安全可靠管道組成件的壓力設(shè)計應(yīng)確保在規(guī)定條件下安全可靠地運行。符合規(guī)范要求設(shè)計應(yīng)遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保設(shè)計結(jié)果的合規(guī)性。經(jīng)濟(jì)合理在滿足安全和使用要求的前提下，應(yīng)優(yōu)化設(shè)計方案，降低成本。6管道組成件的壓力設(shè)計077管道應(yīng)力分析

7管道應(yīng)力分析確保管道安全通過對管道進(jìn)行應(yīng)力分析，可以預(yù)測管道在各種工況下的應(yīng)力分布，從而判斷管道是否滿足強(qiáng)度要求，確保管道的安全運行。優(yōu)化管道設(shè)計通過應(yīng)力分析，可以發(fā)現(xiàn)管道設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)，為優(yōu)化管道設(shè)計提供依據(jù)，提高管道設(shè)計的合理性和經(jīng)濟(jì)性。指導(dǎo)管道安裝和維護(hù)應(yīng)力分析結(jié)果可以為管道的安裝和維護(hù)提供指導(dǎo)，確保管道在安裝和使用過程中不發(fā)生損壞或過大的變形。088管道支吊架承重支吊架主要用于承受管道的重量，包括恒力支吊架和變力支吊架。限制性支吊架用于限制管道的位移，確保其穩(wěn)定性，包括固定支架、導(dǎo)向支架和限位支架。減振支吊架用于減少管道振動對周圍環(huán)境的影響，包括彈簧減振支吊架和阻尼器。8管道支吊架09附錄A(資料性附錄)風(fēng)荷載和地震荷載的計算風(fēng)壓計算依據(jù)設(shè)計風(fēng)速，結(jié)合管道形狀、介質(zhì)密度等因素，計算風(fēng)壓值。風(fēng)荷載作用效應(yīng)分析考慮風(fēng)荷載對管道結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)分析和安全性評估。風(fēng)速取值根據(jù)管道所在地區(qū)、設(shè)計風(fēng)速重現(xiàn)期、地面粗糙度等因素，合理確定設(shè)計風(fēng)速。附錄A(資料性附錄)風(fēng)荷載和地震荷載的計算10附錄B(資料性附錄)管道布置管道布置首先需確保安全，遵循相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，預(yù)防潛在的安全風(fēng)險。安全性在滿足工藝和安全要求的前提下，應(yīng)優(yōu)化管道布置，降低材料和施工成本。經(jīng)濟(jì)性考慮未來的維護(hù)和檢修需求，管道布置應(yīng)便于操作和維護(hù)。可維護(hù)性附錄B(資料性附錄)管道布置11附錄C(資料性附錄)常用工業(yè)閥門標(biāo)準(zhǔn)與國外通用石油化工閥門標(biāo)準(zhǔn)對照用于截斷或接通管路中的介質(zhì)，通過閥瓣的升降來控制介質(zhì)的流動。閘閥截止閥球閥用于截斷、調(diào)節(jié)和節(jié)流，通過閥瓣的升降來控制閥門的開度。啟閉件（球體）由閥桿帶動，并繞球閥軸線作旋轉(zhuǎn)運動的閥門，可用于流體的調(diào)節(jié)與控制。030201附錄C(資料性附錄)常用工業(yè)閥門標(biāo)準(zhǔn)與國外通用石油化工閥門標(biāo)準(zhǔn)對照12附錄D(資料性附錄)低泄漏閥門閥桿密封通用要求閥桿密封材料應(yīng)能夠耐受管道內(nèi)介質(zhì)的腐蝕，確保長期使用不出現(xiàn)泄漏。耐介質(zhì)腐蝕性考慮到管道系統(tǒng)可能的高溫環(huán)境，密封材料需要具備良好的耐高溫性能，防止因高溫導(dǎo)致的密封失效。耐高溫性能為了減小閥桿運動時的摩擦阻力，密封材料應(yīng)具有較低的摩擦系數(shù)。低摩擦系數(shù)附錄D(資料性附錄)低泄漏閥門閥桿密封通用要求13附錄E(資料性附錄)計算實例確定管道的工作壓力、溫度和介質(zhì)密度等參數(shù)。根據(jù)所選材料，查詢相應(yīng)的許用應(yīng)力值。按照規(guī)范中的公式，代入?yún)?shù)進(jìn)行計算，得出管道的壁厚。附錄E(資料性附錄)計算實例14附錄F(資料性附錄)壓力面積法補(bǔ)強(qiáng)計算03適用于常溫、中溫及高溫下的補(bǔ)強(qiáng)計算。01適用于圓形或橢圓形開孔補(bǔ)強(qiáng)計算。02適用于殼體局部加厚或采用厚壁管作為補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)計算。附錄F(資料性附錄)壓力面積法補(bǔ)強(qiáng)計算15附錄G(規(guī)范性附錄)柔性系數(shù)和應(yīng)力增大系數(shù)柔性系數(shù)是衡量管道柔性的重要參數(shù)，其值等于管道實際位移與允許位移之比。通過計算柔性系數(shù)，可以評估管道的安全性能。定義與計算方法柔性系數(shù)受多種因素影響，包括管道材料、管徑、壁厚、彎頭半徑、支吊架設(shè)置等。這些因素的綜合作用決定了管道的柔性。影響因素分析為了提高管道的柔性，可以采取增加彎頭數(shù)量、選用彈性模量較小的材料、合理設(shè)置支吊架等措施。同時，應(yīng)避免過度增加柔性導(dǎo)致管道失穩(wěn)。設(shè)計與優(yōu)化建議附錄G(規(guī)范性附錄)柔性系數(shù)和應(yīng)力增大系數(shù)16附錄H(資料性附錄)管系中閥門開、關(guān)時的動載分析當(dāng)閥門在管道系統(tǒng)中快速開啟或關(guān)閉時，會引起流體的瞬間壓力變化，從而產(chǎn)生動載。閥門快速開啟或關(guān)閉由于流體的壓縮性和慣性，當(dāng)閥門迅速改變狀態(tài)時，流體會對管壁產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊作用。流體沖擊管道系統(tǒng)中的壓力波動，如泵的啟動和停止、其他閥門的操作等，也可能引發(fā)動載。系統(tǒng)壓力波動附錄H(資料性附錄)管系中閥門開、關(guān)時的動載分析17附錄I(資料性附錄)靜設(shè)備管口許用荷載定義靜設(shè)備管口許用荷載是指在一定條件下，靜設(shè)備管口所能承受的最大荷載限制。重要性管口許用荷載是確保管道系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵因素，超過許用荷載可能導(dǎo)致設(shè)備損壞或安全事故。附錄I(資料性附錄)靜設(shè)備管口許用荷載18附錄J(規(guī)范性附錄)金屬波紋膨脹節(jié)波紋管是金屬波紋膨脹節(jié)的核心部件，具有柔性變形的特點，能夠吸收管道中的熱膨脹和位移。波紋管端管連接波紋管和管道系統(tǒng)，傳遞壓力和推力，同時保證波紋管的穩(wěn)定性。端管導(dǎo)向裝置用于限制波紋管在非軸向方向上的位移，確保波紋管在正常工作范圍內(nèi)。導(dǎo)向裝置附錄J(規(guī)范性