HQB-B06-05.306PP-2003 第10页 共 24 页
4.4 摩擦系数的确定
4.4.1 除非另有规定,在进行管道应力分析时,摩擦系数按下表确定。
钢对钢 不锈刚对聚四氟乙烯 聚四氟乙烯对聚四氟乙烯 钢对混凝土 4.5 腐蚀裕量
腐蚀裕量依据管道等级规定确定。通常,碳钢及合金钢的腐蚀裕量一般为1.0~1.5mm,不锈钢一般不考虑腐蚀裕量。 4.6 附加载荷
除上述4.1,4.2所定义的温度、压力载荷外,尚应考虑以下载荷: 4.6.1 地震载荷
取0.08g作为地震时的水平加速度,此时应作为偶然载荷工况来计算,同时将相应的许用应力提高1/3。 4.6.2 风载荷
按基本风压值乘以管线的迎风面积再乘以管线的形状系数为作用力,即
f?q?A??
0.3 0.1 0.08 0.6 式中:f为力 (单位N)
q为基本风压 (单位N/mm2) A为迎风面积 (单位mm2) ?形状系数,对管子为0.6
此时,计算的工况为偶然载荷工况,同时将相应的许用应力提高1/3。 4.6.3 安全阀泄放载荷
依据ASME/ANSI B31.1和API RP520标准来计算泄放载荷。把此载荷作为静
荷载加入到被计算的管系中。(需考虑此载荷引起的系统振动时,则应做动力分析),此时计算的工况为偶然载荷工况, 同时将许用应力提高1/3。 4.6.4 有效冷紧
通常不建议采用冷紧,特别是与转动设备相连的管线,不允许使用冷紧的方法。
有效冷紧是指冷紧量的有效值,通常取冷紧量的2/3。
HQB-B06-05.306PP-2003 第11页 共 24 页
在应力分析中,对于在非蠕变温度下工作的管线,其冷紧量(如果需要),取全补偿量的50%。
对于在蠕变温度下工作的管线,即
碳钢: 370°C (375°C) 合金钢:450°C (482°C) 不锈钢:520°C (538°C)
其冷紧量(如果需要),取全补偿量的70%。(注:括号内的温度 是针对国外材料。) 5. 管道应力分析评定准则 5.1 应力评定
所有被分析的管系的应力评定准则依据ASME/ANSI B31.3(工艺管道),ASME/ANSI B31.1(动力管道),ASME/ANSI B31.4和ASME/ANSI B31.8(长输管道),以及GB50316-2000等标准执行。 5.1.1 许用应力
许用应力的取值依据设计所采用的规范的不同,而分别依据ASME B31.1, ASME B31.3, ASME B31.4, ASME B31.8和GB50316-2000。 5.1.2 柔性系数和应力增强系数
管件的柔性系数和应力增强系数的计算方法见附件4,对于不同于附件4中的管件,应参照GB50316-2000规范采用相应的方法计算。 5.2 位移评定
各种载荷在管系中各点产生位移应控制在“GB50316-2000”规范允许的范围内,且应满足工艺、安装、操作等诸方面要求。 5.3
设备管口载荷评定
5.3.1 泵
与泵相连的管线,除其应力需满足相关规范的要求外,泵口所承受的载荷应满足制造商和API610(针对离心泵)标准的要求,且对于往复泵应做动力分析。API 610《一般炼厂用离心泵》管口许用载荷见附件4。 5.3.2 压缩机
HQB-B06-05.306PP-2003 第12页 共 24 页
与压缩机相连的管线,除其应力需满足相关规范的要求外,压缩机管口所承受的载荷应满足制造商和API617(针对离心式压缩机)标准的要求,且对于往复式压缩机应做动力分析。对于离心式压缩机,其管口处承受的载荷应不大于NEMA SM23规范中规定值的1.85倍,或依据API617第2.4.2节进行计算,计算的限定值由供货商提供。
5.3.3 蒸汽透平和汽轮机
与蒸汽透平或汽轮机相连的管线,除其应力需满足相关规范的要求外,透平和汽轮机管口所承受的载荷应满足制造商和NEMA SM23标准的要求。NEMASM23标准的管口许用载荷见附件5。 5.3.4 空冷器
与空冷器相连的管线,除其应力需满足相关规范的要求外,空冷器管口所承受的载荷应满足制造商和API661标准的要求,API661的管口许用载荷见附件6。 5.3.5 容器
作用于容器管口的载荷,通常应低于附件2中的值。当超出时,且在管道自身无法解决的情况下,应向设备专业提出管口载荷条件,供设备专业校核计算。 5.3.6 其它设备
作用于其它设备管口的载荷,依据设备制造厂或相关标准规范评定。 5.4
补偿器的评定
在管线中安装补偿器(金属波纹式,填函式)时,管线的应力应满足相应规范的要求,同时,应考虑变形及内压推力对结构的作用,而且,波纹补偿器的各向变形应满足以下要求:
?X???y???1.0 Xa?aya或 ?X?0.00872665D???3D?y/L?Xa 其中:?X--膨胀节的实际轴向位移。(单位:mm) ??--膨胀节的实际弯曲角度。(单位:度) ?y--膨胀节的际横向位移。 (单位:mm) Xa--膨胀节的许用轴向位移。 (单位:mm) ?a--膨胀节的许用弯曲角度。 (单位:度)
HQB-B06-05.306PP-2003 第13页 共 24 页
ya--膨胀节的许用轴向位移。 (单位:mm) D--膨胀节的有效直径。(单位:mm) L--膨胀节的柔性长度。(单位:mm) 5.5
弹簧支吊架(恒力,可变弹簧)
对于装有弹簧支吊架的管系,其应力评定应满足相应规范的要求,且通常要求可变弹簧的荷载变化率不得大于25%,弹簧的刚度偏差不得大于5%。
对于敏感设备(如转动设备),管口附近的弹簧支吊架的荷载变化率不得大于10%。
对于在蠕变温度下长期工作的管线,即
碳钢: 370°C (375°C) 合金钢:450°C (482°C) 不锈钢:520°C (538°C) 弹簧支吊架荷载变化率不得大于5%。 (注:括号内的数字为国外材料。)
HQB-B06-05.306PP-2003 第14页 共 24 页
附件1 管线应力分析类表 管径管线的最大温度(°C) Ⅰ类管线 Ⅱ类管线 Ⅲ类管线
注:超出了此图范围的管线为第Ⅳ类管线。