LNG管道应力计算与分析

LNG管道应力计算与分析

第

期卷第月年

煤气与热力

丹挤孚争争争争争攀攀如阴例川期冰

曰泄成物

液化天然气心哗君磷券瞬雀雀磷瞬咎,

管道应力计算与分析孙明烨‘,

刘

燕

,

陈,

敏

‘

,

李蔚齐

,

,

朱

林,

北京市煤气热力工程设计院有限公司

北京

北京市燃气集团有限责任公司

北京、

摘力计算。

要

针对管道

管道特点从强度理论依据标准输入条件等方面讨论了,

、

管道的应

关键词

应力计算文献标识码

分析文章编号一一一

中图分类号

一

,

,

,

一

,

,

理

,

、

,

应力分析的基拙知识应力分析的主要目的,

系列中各标准在应力校核条件方面存在一些差

别但总的来说这些差别是非原则性的从强度理论分类方面来讲,,

。

首先使管道各处的应力水平处在允许的范围

,

一〕

内使与设备相连的管标准规定的受力条件人员对管系进行优化。

,

口荷载符合制造商或公认的

工与《业金属管道设计规范》美国标准相《工艺流程管道》同均采用了最大剪应力理论应力的分类,,

其次计算出各约束处所受。

,

的荷载及各种工况下管道的位移。

最终帮助技术

,

在应力分析领域工程师为便于分析人为将应力分为一次应力二次应力峰值应力,

应力分析的理论材料破坏的形式主要有两类流动破坏和断裂

、

、

。

在计算前假

定了一定的边界条件计算出的应力按照一定的判别条件进行分析和判断,‘

破坏

。

强度理论相应分为两类,

。

一类是解释材料断另一

计算出的应力不是管道实。

裂的强度理论包括最大拉应力理论第一强度理论和最大伸长线应变理论第二强度理论,

际承受的应力与实际工程中在管道上用应变仪测

量出来的应力无任何关系一次应力

类是解释材料流动破坏的强度理论包括最大剪应力理论第只强度理论和形变比能理论第四强度

一次应力是由机械外荷载引起的正应力和剪应

理论

尸

一

、

力它必须满足外部和内部的力和力矩的平衡法则一是《工业金属管道设计规范》,,

,

。

其特征是一次应力是非白限性它始终随所加荷载的增加而增加超过材料的属服极限或持久强度时,

目前国内应力计算方面较权威

的规范与美国标准

,

,

《工艺流程管道》等效。

基本。

将使管道发生塑性破坏或总体变形因此在管系的应力分析中首先应使一次应力满足许用应力值二次应力,

我国其他有关管道应力分析的行业标准基本系《压力管道规范》列

。

上参照了

LNG管道应力计算与分析

第

卷

第

期

煤气与热力·

二次应力是由于变形受到约束所产生的正应力或剪应力它本身不直接与外力平衡、、、

,

。

其特征是。

①管道内二次应力通常是由位移荷载引起的如热膨胀附加位移安装误差振动荷载,,

。

②二次应力是自限性的当局部屈服和产生少量塑性变形时通过变形协调就能使应力降低。

占二,

③二次应力是周期性的不包括安装引起的二次应力,

—道设计压力管—管子外径—子壁厚管—材料在设计温度下的许用应力—规定的二次应力表达式为,,,,

抗弯截面模量

,

,

。

肥

、

、

盯

。

、

盯

,

④二次应力的许用极限基于周期性和疲劳断裂模式不取决于一个时期的应力水平而是取决于,

口

。

,

交变的应力范围和交变的循环次数峰值应力

。

要求工程师计算出的二不超过二蕊二八

峰值应力是局部应力集中或局部结构不连续或局部热应力等所引起的较大的应力应力计算的结果判别依据〔〕。

当材料在设计温度下的许用应力应力二,

时其差值可用于二次应力、〔

,

,

简《压力管道规范》介

式中、、

几、,,

①、

《动力管道》

主要为发电站工业设备和公共机构的电厂地热系

—由于温度—弯矩,·

一又,〔

二

二

、

,

即,

二

大于一次

。

则

二

。一

、

二次应力

,

二次荷载引起平面内的

统以及集中和分区的供热和供冷系统中的管道②主要为炼油、

。

低‘

,

,

《工艺流程管道》

北工

、

制药纺织造纸半导

、

、

、

体制冷工厂以及相关的工艺流程装置和终端设备中的管道。

—矩弯由于温度—矩,,·

由于温度二次荷载引起平面外的·

二次荷载引起的扭转力,

,

③。

《燃气输配管道》。

了,

主要为燃气

长输管道

。

—力减小系数应一在环境温度下材料的基本许用应力—。

许用的应力范围

,

应力计算判据应力计算时,

对于

峰值应力,

,

没有明确给出计,

管道一般遵循。

算公式在简单状态下由于持续和偶然荷载引起的轴向应力的总和不应超过应力分析的内容二

工《艺流程管道》、

的

倍

。

规定的一次应力表达式为尸

仍

“

丫

肥

对

。

刀

,

①正确建立模型建立模型就是将所分析管系的力学模型按一定形式离散化。

可

要求工程师计算出的住,蕊住、

—,

一不超过二

丽,

二

即

一般将复杂管道系统用固定点将管系,

划分成几个形状较为简单的管段如

形管段。

、

形

式中

二

凡。

、

—由于持续荷载产生的轴向力—壁横截面积时管—面内应力增强系数平—由于持续荷载产生的平面内弯矩—,,·

一次应力

管段

、

形管段等以便进行分析计算。

模型的准确

是作好应力分析的前提条件

②准确地描述边界条件管系应根据管道实际走向和管道柔性的要求,,

合理地设置平面和空间的弯头及选择三通处的补强方案,

。

根据管道刚度强度的要求设置支吊架等约。

、

—由于持续荷载产生的平面外弯矩—

平面外应力增强系数

束应力计算时应根据计算结果随时调整支架位置,

及型式

LNG管道应力计算与分析

孙明烨等

,

管道应力计算与分析

第

卷

第

期

③正确地分析计算结果对计算出的一次应力二次应力等进行判别、、

的绝热材料必须在超低温和常温交变时尺寸稳定性。

要好具有较低的热导率即有较好的绝热性能

,

,

一二次应力值应小于规定值管道对设备管口的推

在超低温和常温下达到一定的强度要求、

。

在工程选。

力 …… 此处隐藏：1941字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……