管机专业知识介绍

1、2021-12-141主讲：刘 俊中国天辰化学工程公司2021-12-1421. GB50316的规定的规定l在在GB50316中，对管道柔性计算的范围和方法做了如下规定：中，对管道柔性计算的范围和方法做了如下规定：l管道的设计温度小于或等于管道的设计温度小于或等于-50或大于或等于或大于或等于100，均应为柔性计算的范，均应为柔性计算的范围。围。l对柔性计算的工程直径范围应按设计温度和管道布置的具体情况在工程设计对柔性计算的工程直径范围应按设计温度和管道布置的具体情况在工程设计时确定。时确定。l第第1款所述条件以外的，且符合下列条件之一的管道，应列入柔性计算的范围：款所述条件以外的，且符合下

2、列条件之一的管道，应列入柔性计算的范围：受室外环境温度影响的无隔热层长距离的管道；受室外环境温度影响的无隔热层长距离的管道；管道端点附加位移量大，不能用经验判断其柔性的管道管道端点附加位移量大，不能用经验判断其柔性的管道;小支管与大管相连，且大管有位移并会影响柔性的判断时，小管应与大小支管与大管相连，且大管有位移并会影响柔性的判断时，小管应与大管同时计算。管同时计算。2021-12-143l具备下列条件之一的管道，可不做柔性分析：具备下列条件之一的管道，可不做柔性分析： -该管道与某一运行情况良好的管道完全相同；该管道与某一运行情况良好的管道完全相同； -该管道与已经过柔性分析合格的管道相比，

3、几乎没有变化。该管道与已经过柔性分析合格的管道相比，几乎没有变化。l柔性计算方法应符合下列规定：柔性计算方法应符合下列规定：l对于与敏感机器、设备相连的或高温、高压或循环当量大于对于与敏感机器、设备相连的或高温、高压或循环当量大于7000次等重要的以及工程次等重要的以及工程设计有严格要求的管道，应采用计算机程序进行柔性计算；设计有严格要求的管道，应采用计算机程序进行柔性计算；l对简单的对简单的L形、形、形、形、Z形等管道，可采用表格法、图解法等验算，但所采用的表和图形等管道，可采用表格法、图解法等验算，但所采用的表和图必须是经过计算验证的；必须是经过计算验证的；l无分支管道或管系的局部作为计算

4、机柔性计算前的初步判断时，可采用简化的分析方无分支管道或管系的局部作为计算机柔性计算前的初步判断时，可采用简化的分析方法。法。2021-12-1442 ASME B31.3的规定的规定l在ASME B31.3中，中，将正式的管道柔性分析方法划分为简化的近似分析方法和详细分析方法两类。并且规定下列管道不需要进行正式的柔性分析：l1) 与运行良好的管道相同后没有重要变动的管道；l2) 与分析过的管道相比较，能够容易地判断出具有足够柔性的管 道；l3) 对具有同一尺寸、不多于两个固定点、无中间约束，并且满足以下经验公式的管道： l DOY/（L-U)2208.3l式中 DO-管道外径，mml Y-需

5、要有管系吸收的总变形合成值， mml L-两固定点之间管道的展开长度， ml U-两固定点之间的直线距离， m2021-12-145lASME B31.3 对上式的使用条件做了如下说明：l无法提供全面的证明来说明该式能得出准确或一贯保守的结论；l本式在下列情况不适：剧烈循环条件下工作的管道（剧烈循环条件是指：管道计算的最大位移应力范围超过0.8倍许用的位移应力范围，和在运行寿命期间当量循环次数超过7000次的循环）；L/U2.5的不等腿U形弯管管道，或近似直线的锯齿壮管道；大直径薄壁管道（管件处的应力增大系数i5）与端点连线不在同一方向的端点附加位移量占总位移量中大部分的管道。lASME B3

6、1.3中规定，凡不满足条件1）3）的管道，均应采用简化的近似方法或详细分析方法对管道进行分析。ASME B31.3中所说的详细分析方法，可以是解析法也可以是图表法，（未提到采用计算机程序进行分析，着实际上与标准中该条款的编写历史有关，当时计算机在工程中还未的到广泛的应用。然而在计算机软硬件都很发达的今天，采用计算机软件进行分析无疑是详细分析最有效和最便利的手段。)2021-12-1463 SH/T3041 的规定的规定l由中国石油化工集团公司负责编制的行业标准SH/T3041石油化工管道柔性设石油化工管道柔性设计规范计规范根据石化行业的特点，将管道柔性设计方法划分为简化分析和计算机分析两种方法

7、。并规定下列管道宜采用计算机分析方法进行柔性设计：l操作温度大于400(蠕变温度碳钢300350;合金钢400450)或小于-50的管道；l进出加热炉及蒸汽发生器的高温管道；l进出反应器的高温管道；l进出气轮机的蒸汽管道；l进出离心压缩机，往复式压缩机的工艺管道l与离心泵连接的管道，可根据设计要求确定柔性设计方法2021-12-147l设备管口有特殊受力要求的其他管道；l利用简化分析方法分析后，表明需要进一步详细分析的管道。l下列管道可不进行柔性分析：1) 与运行良好的管道柔性相同后基本相当的管道；2) 和已分析的管道比较，确认具有足够柔性的管道；3) 对具有同一直径、同一壁厚、无支管、两端固

8、定、无中间约束并能满足 DOY/（L-U)2208.3要求的非极度危害或非高度危害介质管道。l虽然与GB50316和ASME B31.3相比，SH/T3041已经详细的多，但它仍然是一个行业标准，因此不可能面面俱到。可行的方法应该是就具体项目，会同工艺、管道、材料专业在遵照所采用标准的情况下，具体项目具体处理，最终确定出项目中需进行详细分析的管道。2021-12-148l一次应力 二次应力 振 动 一次应力-对应的是强度问题 二次应力-对应的是低周疲劳破坏问题 振 动-对应的是高周疲劳破坏问题l第三强度理论-最大剪应力理论l等面积补强 补强金属在通过开孔中心线的管道纵截面上的正投影面积,必须大

9、于或等于主管由于开孔而在这个截面上所削弱的正投影面积。 2021-12-149l管路的固定管架的最大跨度 DN40-45 米米 DN50-50 米米 DN80-60 米米 DN100-65 米米 DN150-80 米米 DN200-90 米米 DN250-100 米米 DN300-115 米米 DN350-130 米米 DN400-145 米米 DN500-180 米米 DN600-200 米米2021-12-1410l水平管道最大导向间距l垂直管道最大导向间距l水锤2021-12-1411l泵-API610l离心压缩机-API617l往复式压缩机-API618（振动问题：激振频率；气柱频率；

10、管道固有频率）l汽轮机-NEMA SM23 对中也叫对心：是将联结在一起的两台设备的运转中心线校对调整，使其成为一直线。 经实验统计，对心不良率使轴承寿命成三次方递减，2倍的对心不良会使轴承寿命剩下1/8，3倍的对心不良会使轴承寿命剩下1/27。2021-12-1412l 管道支吊架设计应满足强度及刚度要求 强度条件是控制管道自重弯曲应力不应超过设计温度下材料许用应力的一半。 刚度条件是限制管道自重产生的弯曲挠度，一般管道设计挠度不应超过15mm 装置外管道的挠度不应超过38mml对有压力脉动的管道，决定支架间距时，应核算管道固有频率，防止管道产生共振。l有下列情况之一者应定义为振动管道，在设计管架时应给予注意：1、直径大于后等于200mm的蒸汽管道。2、往复泵输送液体的管道2021-12-14133、时停时开，扫线频繁的管道4、活塞压缩机输送气体的管道5、生产工程中突然升温增压的管道6、使用快速切断阀的管道7、温度大于200度的高压管道在设计管架时，振动管道的垂直荷载、水平推力的标准值应分别乘以1.5的动力系数。l支架焊