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压力管道应力设计技术规定
前言
本标准是根据《压力管道安全管理与监察规定》、《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》及中国石油化工集团公司《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则实施细则(试行)》的规定编写。
本次修订主要增加了部分,本标准对压力管道的强度计算、柔性设计、及抗震设计等方面作了规定。
本标准由胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司标准化委员会提出并归口。
本标准由胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司机械设备室起草并负责解释。
本标准起草人: 高晋徐松林。
本标准首次发布时间 1999-04-23,本标准修订时间 2003-07-10。
压力管道应力设计技术规定
1 范围

本标准适用于压力管道的强度计算、柔性设计、及抗震设计。
2 引用标准
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
SH 3501-2002 石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范
SH/T 3014-2002 石油化工企业储运系统泵房设计规范
GB150-1998 钢制压力容器
3 一般规定
应保证管道在设计条件下,所用管道材料的壁厚能满足强度的需要。
的有关规定,应保证管道在设计条件下具有足够的柔性,防止管道因热胀冷缩、管道支承或端点的附加位移造成下列问题:
a)管道应力过大或金属疲劳引起管道或支架破坏;
b)管道连接处泄漏;
管道的抗震设计
地震设防烈度6度至9度地区的石油化工企业非埋地钢制管道的抗震设计,设防烈度应按国家颁布的地震基本烈度或经国家抗震主管部门批准的城市抗震防灾规划的设防区执行。
进行抗震设计的管道,其连接或依附的以及其附近的设备、建筑物、构筑物等,必须按有关规范进行相应的抗震设防。
按本规定进行管道抗震设计时,尚应符合有关规定。
4 管道强度计算
受内压钢管的强度计算
时
式中:
计算条件
计算压力
计算压力应根据工艺设计要求确定,并遵守下列规定:
a)计算压力不低于正常操作中可能出现的最高压力;
b)当管道在不同标准条件下运行时,应取其最苛刻的压力温度组合。
计算温度
计算温度应根据工艺设计要求确定,并遵循以下原则:
图1 离心泵柔性设计方法选择图
下列管道需要考虑计算机应力分析:
a)进出往复式压缩机和泵的管道;
b)直管部分比较长,弯管、弯头少(热胀冷缩较大)的管道;
c)所连接的设备管口位移大的管道;
d)大管上连接小管的管道;
e)厚壁管道(对设备接口载荷比较大);
;
g)贵重金属材质的管道;
h)有特殊要求的管道;
i)长输管道、公用管道、超高压管道。
柔性设计的一般要求
在管道柔性设计中,除考虑管道本身热胀冷缩外还应考虑下列管道端点的附加位移:
a)加热炉管对加热炉进出管道施加的附加位移;
b)塔或其他立式设备产生热膨胀时,对连接管道施加的附加位移;
c)管壳式换热器及其它卧式设备滑动支座移动造成连接管道的附加位移;
d)转动设备热膨胀时,在连接管口处产生的附加位移;
e)几台设备互为备用时,不操作管道对操作管道的影响;
f)不和主管一起分析的支管,应将分支点处主管的位移做为支管端点的附加位移;
g)根据需要,应考虑固定架和限位架的刚度影响。
确定管道固定点位置时应尽量使两固定点间的管段能自然补偿,即能利用管段的几何形状吸收由热胀冷缩产生的位移。
除非由于布置空间限制或其他原因要求,采用U形波形补偿器或其他类型补偿器外,管道应尽量利用改变走向的办法来获得必要的柔性。
在剧毒、易燃、可燃介质管道中严禁采用填料函式补偿器。
选用U形补偿器时,U形补偿器宜设在两固定点的中部。
冷紧
为了降低管道运行初期在工作状态下的应力和管道对连接设备或固定点的推力、力矩以及位移量,可以采用冷紧,但冷紧不能降低管道的应力范围。

图2 冷器力和力矩坐标的方向图
铺设在海港码头和引桥管墩上的管道应有防止管道被水浮起、冲落的措施。
易燃、易冻介质管道应具备排放条件。
沿立式设备敷设的管道应设置适当的管道支架。
采用吊架安装的管道,应适当设置导向支架、