试述压力管道应力分析的内容及特点

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇试述压力管道应力分析的内容及特点范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：本文首先介绍了压力管道应力分析的内容，然后分析了压力管道的柔性设计，最后论述了压力管道应力分析特征，具有一定的参考价值。

关键词：压力管道，应力分析，内容，特征。

中图分类号：TV732.4文献标识码： A 文章编号：

一直以来，压力管道在使用中都出现了各种各样的问题，如重力、压力、风、冲击、地震以及压力脉动等荷载与热膨胀，这些因素势必影响到压力管道的正常运行，影响到人们正常生活。对这些问题进行分析可以发现，热胀冷缩在整个压力管道应力分析中表现尤为突出，其影响程度很大。因此，分析热膨胀在管道中产生应力至关重要，且能够为压力管道的安装提供理论依据。

一、压力管道应力分析的内容

对压力管道进行应力分析是非常有必要的，关系着压力管道安装之后的使用。而且分析压力管道的应力内容较多，主要有如下几个方面：

1应力分析之任务

对压力管道进行应力分析之时，其任务主要涉及到静力和动力两个方面，这两个方面各自任务是不相同的，各有各的任务。

1.1静力分析

1.1.1对压力管道中应力进行计算，要达到标准规范要求，这样做主要是确保管道的自身安全。

l.l.2对管道和其他相连接机器及设备之间应力进行计算，并且要确保达到标准规范要求，用来保证设备、机器之安全。

1 1 3对压力管道对土建结构与支吊架的应力进行计算，为土建结构及支吊架提供设计参考依据，确保支吊架与土建的安全。

1.1.4对管道的位移范围及应力进行计算，提防过大位移出现支架脱落或者管道碰撞，且给选择弹簧支吊架提供理论依据。

1.2动力分析

1.2.1要分析地震之时对管道产生的应力，进而做好地震对管道造成破坏的防范措施；

1.2.2分析往复泵管道及压缩机固有频率与振型，提防与压力管道产生机械共振；

1.2.3分析往复压缩机对管道产生的强迫振动，进而采取有效方式控制振动应力，防止压力管道出现疲劳破坏；

1.2.4分析往复压缩机产生的气脉压力，避免气体固有频率与压力脉动过大，进而破坏了压力管道；

1.2.5计算水锤及安全阀在泄放中产生的荷载，给土建结构及支架设计提供数据依据。

二、压力管道的柔性设计

2.1柔性设计任务

通过柔性设计即是让整个压力管道有足够柔性，用来提防因管系自重、温度、内压以及外荷载或者由于管道支架受限与管道的端点附加位移，引发出一些情况，如应力过大或者金属疲劳造成管道破坏、管道接头处出现泄漏、管道推力或者力矩太大导致管道支架破坏等。

2.2设计的常用标准与规范

一定要按照国家相关规定标准及规范，只有在这些条件下设计出来的柔性才符合要求；这些标准与规范较多，比如SH／T 3041—2002 《石油化工管道柔性设计规范》、JB／T 8130．1-1999 甜亘力弹簧支吊架》、GB 150—1998 《钢制压力容器》等。

2.3柔性设计

2.3.1基础条件：主要包含了温度、介质、壁厚、管径、材质、端点位移等等。

2.3.2确定管道的计算温度；要依据各种工艺设计要求，计算出各个位置的温度数值；同时还要计算出安装温度(一般20℃左右为宜)、该温度下的操作压力等。

2.3.3计算管道壁厚；计算内压金属直管壁厚：要依据SH 3059—2001来确定： 当SO

2 4管道上荷载

管道上所承受的荷载较多，包含重力荷载(介质重、保温重、管道的自重等)、压力荷载(内压力或外压力)、位移荷载及风荷载等等。

2.5布置管道

在管道布置上要多使用自然补偿的方式，比如将管道走向改变，来加强管道的柔性、合理使用弹簧支吊架实现放松约束、改变设备的布置等。

三、压力管道应力分析特征

总而言之，压力管道的应力分析存在一些缺陷，是不够严谨的，主要根源就在于其应力校核准则存在不足，这些都是由历史根源造成的。但是压力管道的应力分析有其自身特征，主要表现在如下几个方面：

3.1使用的一次应力校核准则仅仅对管道的纵向应力进行校核，根本就没有遵循剪应力的理论与其他强度理论。而在二次应力校核之时虽然使用了最大剪应力形式，但是计算应力之时仅仅考虑到了扭矩和弯矩作用，根本就没有仔细考虑到管道的轴向力。同时，二次应力校核主要是针对位移应力的范围，产生的许用值和压力容器存在差异。

3.2在压力分析之中根本就没有考虑局部弯曲应力与薄膜应力，导致一次应力中没有细分一次局部薄膜应力、一次总体薄膜应力以及一次弯曲应力；使用的一次应力校核准则仅仅对一次总体薄膜应力做了校核，却忽视了一次局部薄膜应力与一次弯曲应力的校核。

3.3二次应力的校核主要是针对结构的安定性，这种校核模式具有其自身的操作方式，只要能够满足安定性的条件，就能够提防压力管道出现低周疲劳。

3.4一次应力的计算主要是为了防止安装的时候，管道会塌下来。而二次应力的计算是防止开车后，发生热变形后，管道是不是会出问题，管嘴部分是不是会对设备产生超过允用载荷的问题，还有通过计算来看发生管道的位移和偏移，防止并排管道相互影响。

四、结束语

总之，压力管道应力分析涉及的内容较多，只有拨开应力分析的复杂性，对压力管道应力进行一次应力和二次应力分析，之后再实施分类校核，这样才能实现应力分析的目标。事实压力管道应力分析涉及内容较多，本文着重探讨了其柔性没计，希望通过该探讨为相应分析人员提供了一些理论依据，为他们的工作提供了一些帮助。

参考义献

[1] 唐永进 压力管道应力分析的内容及特点[J]石油化工设计，2008 (2)：20—24

[2] 厦德权 李坤 钟勇 化肥厂重要压力容器和压力管道安全状况浅析[J]川化，2010(4) 23—27

[3] 王怀义 石油化工管道安装设计便查手册(第二版) 中国石化出版社，2006 年

[4] 臼舂海 探讨管道应力分析的应用[J] 城市建设理论研究，2011(25)：76—78

[5]中华人民共和国国家标准，GB 50316工业金属管道设计规范[S]

[6]中华人民共和国国家标准，GB 50253输油管道工程设计规范[S].

[7]中华人民共和国国家标准，GB 50251输气管道工程设计规范[S].

[8] API661，Air一Cooled Heat Exchangers for General Refinery Services,American Petroleum Institute.

[9] API 610, Centrifugal Pumps for Petroleum, Chemical, and Gas Service Industries,American Petroleum Institute.

[10] NEMA SM23, Steam Turbines for Mechanical Drive Service, National Electrical Manufactures Association.