管道应力分析基础(PDF)gydF4y2Ba

写的gydF4y2BaAnup Kumar DeygydF4y2Ba 在gydF4y2Ba凯撒二世gydF4y2Ba，gydF4y2Ba管道应力分析gydF4y2Ba，gydF4y2Ba管道应力基础gydF4y2Ba

管道应力分析是管道设计中最重要的工作。一旦管道按照设计准则布线，就需要通过管道应力分析进行验证，以确保它们在整个设计寿命期内顺利工作。本文将阐述管道应力分析的基本要点。gydF4y2Ba管道应力分析也称为管道弹性分析。gydF4y2Ba

泵管系应力分析gydF4y2Ba
凯撒2号泵管道应力分析gydF4y2Ba

管道应力分析的目的gydF4y2Ba

应力分析gydF4y2Ba关键管道系统gydF4y2Ba执行是为了确保以下目标。gydF4y2Ba

结构完整性:gydF4y2Ba

  • 设计适当的载液压力。gydF4y2Ba
  • 在生命周期中的各种负载失效。限制gydF4y2Ba管道压力gydF4y2Ba低于代码允许。gydF4y2Ba

操作的完整性:gydF4y2Ba

优化设计:gydF4y2Ba

  • 避免过度gydF4y2Ba灵活性gydF4y2Ba以及支撑结构的高负荷。旨在实现管道和结构的优化设计。gydF4y2Ba

管道应力分析的管理规范和标准gydF4y2Ba

守则及标准gydF4y2Ba规定安全设计和施工的最低要求(即提供材料，设计，gydF4y2Ba制造gydF4y2Ba、安装及gydF4y2Ba检验要求gydF4y2Ba．)

以下是用于工艺管道应力分析的规范和标准:gydF4y2Ba

  1. ASME B31.3:gydF4y2Ba工艺管道规范gydF4y2Ba
  2. ASME B31.1:gydF4y2Ba电力管道规范gydF4y2Ba
  3. 离心泵:gydF4y2BaAPI 610gydF4y2Ba
  4. 容积泵:gydF4y2BaAPI 676gydF4y2Ba
  5. 离心式压缩机:gydF4y2BaAPI 617gydF4y2Ba
  6. 往复式压缩机:gydF4y2BaAPI 618gydF4y2Ba
  7. 蒸汽涡轮发电机:gydF4y2BaNema sm23 / API 612gydF4y2Ba
  8. 风冷式换热器:gydF4y2BaAPI 661gydF4y2Ba
  9. 解雇加热器:gydF4y2BaAPI 560gydF4y2Ba
  10. 平底焊接储罐:gydF4y2BaAPI 650gydF4y2Ba
  11. 热交换器:gydF4y2Ba特马/特定于供应商的。gydF4y2Ba
  12. 船/列:gydF4y2Ba特定供应商/ ASME第VIII章gydF4y2Ba
  13. Asme b 31.4/ Asme b 31.8:gydF4y2Ba管道应力分析gydF4y2Ba
  14. ISO 14692:gydF4y2BaGRE/GRP/FRP管道应力分析gydF4y2Ba

管道系统中的应力gydF4y2Ba

管道系统中产生应力的来源:gydF4y2Ba

  1. 重量gydF4y2Ba
  2. 内部/外部压力gydF4y2Ba
  3. 温度变化gydF4y2Ba
  4. 由于风、地震干扰、PSV放电等引起的偶尔负载。gydF4y2Ba
  5. 由于力gydF4y2Ba振动gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

管道系统的持续应力gydF4y2Ba

持续的压力gydF4y2Ba是持续载荷产生的应力。(例如:压力、重量)。这些负荷在植物的一生中持续存在。gydF4y2Ba

由持续应力产生的阻力平衡了使系统保持平衡的外力。超过持续许用应力值会引起系统的灾难性失效。gydF4y2Ba

根据ASME b31.3，(条款302.3.5)“纵向应力，SgydF4y2BalgydF4y2Ba在管道系统的任何部件中，由于压力和重量等持续负荷，不得超过“S”gydF4y2BahgydF4y2Ba”。式中Sh=所考虑工况下金属温度下的基本许用应力。gydF4y2Ba

压力压力gydF4y2Ba由谁照顾gydF4y2Ba计算和选择合适的管材厚度gydF4y2Ba．直管的压力厚度(t)可根据ASME B31.3由图1中的公式(第304.1.2条)得到:gydF4y2Ba

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厚度计算公式gydF4y2Ba
图1:基于ASME b31.3的直管厚度计算公式gydF4y2Ba

点击这里了解管道厚度计算的详细内容gydF4y2Ba

管道系统中的膨胀应力gydF4y2Ba

  • 长度为L的管子因温度变化引起的长度变化(ΔT)由ΔL=L α ΔT表示，其中α =热膨胀系数Co =单位长度元因温度变化引起的长度变化。gydF4y2Ba
  • 规范(ASME B31.3附录C中表C-1和C- 1m)中两个“α”值(用A和B表示):gydF4y2Ba
    • 表C-1中的热系数“A”表示70华氏度到指定温度之间的平均线性热膨胀系数(μin/in/gydF4y2Ba0gydF4y2BaF)。gydF4y2Ba
    • 表C-1的热效率系数“B”表示70华氏度到指定温度(单位=in/100ft)之间的总线性热膨胀。gydF4y2Ba
    • 表C-1M提供了公制热效率值。gydF4y2Ba
  • 当温度变化限制自由热生长时，会产生膨胀应力。这些都是自我限制或自我缓和。gydF4y2Ba

管道应力分析中的应力增强因子gydF4y2Ba

SIF (gydF4y2Ba应力增强因子gydF4y2Ba)：gydF4y2Ba这是最大应力强度与名义应力的比值。不同组分的SIF因子可从ASME B31.3至2018版的附录D中获得。从ASME B31.3-2020起，附录D已被删除。现在用户被要求使用ASME B31J或FEA来寻找SIF的值。gydF4y2Ba

膨胀应力范围和许用应力值的计算公式gydF4y2Ba

根据公式S计算了热膨胀引起的位移应力范围gydF4y2BaEgydF4y2Ba根据ASME B31.3(条款319.4.4)中的方程17。gydF4y2Ba

此SE值不应超过SgydF4y2Ba一个gydF4y2BaS的值gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba=允许位移应力范围。gydF4y2Ba

根据ASME规范b31.3(条款302.3.5)，允许位移应力范围(SgydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)可由式(图2)表示:gydF4y2Ba

位移应力范围许用方程gydF4y2Ba
图2:许用位移应力范围方程gydF4y2Ba

其中，f=应力范围缩小因子，Sc=最低金属温度下的基本许用应力gydF4y2Ba

  • 当年代gydF4y2BahgydF4y2Ba>年代gydF4y2BalgydF4y2Ba时，许用应力范围由下式计算(图3)gydF4y2BalgydF4y2Ba=持续载荷引起的纵向应力。gydF4y2Ba
许用自由位移应力范围方程gydF4y2Ba
图3:允许自由位移应力范围方程gydF4y2Ba

偶尔的管道应力gydF4y2Ba

  • 偶发应力是由偶发载荷产生的，如风、地震、PSV放电等。gydF4y2Ba
  • 这些载荷在管道系统中的作用时间非常短，通常不到总工作时间的10%。gydF4y2Ba
  • 根据ASME B31.3条款302.3.6“由于持续载荷(如压力和重量)产生的纵向应力SL与偶尔载荷(如风或地震)产生的应力之和应≤基本许用应力Sh的1.33倍”。gydF4y2Ba
  • 该规范没有明确解释振动产生的应力。gydF4y2Ba
  • 通过工程判断和经验解决了振动问题。gydF4y2Ba

降低管道应力gydF4y2Ba

管道应力可以通过各种方法减小，如gydF4y2Ba

  • 在适当的跨度内提供支撑，以减少重量(持续)压力。gydF4y2Ba
  • 提供灵活性，以减少由热加载产生的管道膨胀应力。用于改变方向的膨胀环、偏移量和弯头包含。gydF4y2Ba

灵活性检查(根据ASME b31.3条款319.4.1):gydF4y2Ba

参见图4gydF4y2Ba

简单系统的灵活性检验方程gydF4y2Ba
图4:简单系统的灵活性检验方程gydF4y2Ba

基本许用应力/管道材料应力gydF4y2Ba

最低(按照ASME b31.3)gydF4y2Ba

  1. 1／3gydF4y2Ba理查德·道金斯gydF4y2Ba材料在工作温度下的极限抗拉强度(UTS)。gydF4y2Ba
  2. 1／3gydF4y2Ba理查德·道金斯gydF4y2Ba在室温下，材料的UTS。gydF4y2Ba
  3. 2／3gydF4y2Ba理查德·道金斯gydF4y2Ba材料在操作温度下的屈服抗拉强度(YTS)。gydF4y2Ba
  4. 2／3gydF4y2Ba理查德·道金斯gydF4y2Ba室温下材料的YTS。gydF4y2Ba
  5. 蠕变率为0.01% / 1000小时，平均应力的100%。gydF4y2Ba
  6. 对于结构级材料，基本许用应力=0.92倍以上从1到5得到的最低值。gydF4y2Ba

管道系统上的载荷gydF4y2Ba

作用在管道系统上的载荷有两种类型:静态载荷和动态载荷gydF4y2Ba

静态加载gydF4y2Ba
图5:静载荷示例gydF4y2Ba

静态负载是那些作用非常缓慢的负载，系统有足够的时间对其做出反应。静荷载算例如图5所示gydF4y2Ba

动态加载gydF4y2Ba
图6:动态负载示例gydF4y2Ba

另一方面，动态负载的作用如此之快，以至于系统没有足够的时间对它们做出反应。动荷载实例如图6所示gydF4y2Ba

管道应力分析工作流程图gydF4y2Ba

管道应力团队与任何组织中其他学科的相互作用如图7所示:gydF4y2Ba

工作流程图gydF4y2Ba
图7:与压力小组的跨部门互动gydF4y2Ba

应力临界和分析方法gydF4y2Ba

  • ●高度关键线路(汽轮机、压气机连接管线):计算机分析gydF4y2Ba
  • ●中等临界线(AFC连接线):计算机分析gydF4y2Ba
  • ●低临界线:可视化/简单人工计算/计算机分析和gydF4y2Ba
  • 非关键线:目视检查gydF4y2Ba

使用Caesar II进行应力分析gydF4y2Ba

凯撒二世由Hexagon设计gydF4y2Ba是最流行和最广泛使用的国际语言吗gydF4y2Ba管道应力分析软件gydF4y2Ba．管道应力分析通常分为以下四个步骤:gydF4y2Ba

  • 管道应力分析的输入收集gydF4y2Ba
  • 执行应力分析gydF4y2Ba
  • 解释结果并在必要时提出修改建议gydF4y2Ba
  • 基于分析提供建议gydF4y2Ba

管道应力分析所需的输入:gydF4y2Ba

  • 应力等距布局组gydF4y2Ba
  • 线路指定表(LDT)或gydF4y2Ba线列表gydF4y2Ba和gydF4y2BaP&IDgydF4y2Ba从过程gydF4y2Ba
  • 设备GA和其他来自机械的详细图纸gydF4y2Ba
  • 工艺流程图/数据表gydF4y2Ba如果需要从过程中gydF4y2Ba
  • 管道材料规格gydF4y2Ba
  • PSV/控制阀GA和仪表数据表gydF4y2Ba
  • 土壤土特性，用于地下分析gydF4y2Ba
  • 喷嘴限载标准gydF4y2Ba
  • 阴谋计划gydF4y2Ba用于查找高压pp标高和设备朝向。gydF4y2Ba
  • 管理代码gydF4y2Ba

应力分析:gydF4y2Ba

  • 检查作为应力包接收的管道系统的完整性。gydF4y2Ba
  • 应力Iso上的节点编号。gydF4y2Ba
  • 填写设计参数gydF4y2Ba设计温度，设计压力gydF4y2Ba、工作温度、gydF4y2Ba最低设计温度gydF4y2Ba，流体密度，材料，线尺寸和gydF4y2Ba
    厚度，绝缘厚度，密度，腐蚀余量等)对应力gydF4y2Ba等角gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
  • 利用应力Iso参数对Caesar的管道系统进行建模。gydF4y2Ba
  • 分析系统并得到结果。gydF4y2Ba

结论与建议:gydF4y2Ba

是接受系统，还是建议在布局和支持方面进行必要的更改，以使系统符合标准要求。gydF4y2Ba

应力分析结果:gydF4y2Ba

其他管道应力分析软件:gydF4y2Ba

市场上还有一些其他的管道应力分析软件可用来替代Caesar II软件，如gydF4y2Ba

  • 宾利的Auto-PipegydF4y2Ba
  • Start-Prof by PASSgydF4y2Ba(俄罗斯)gydF4y2Ba
  • Rohr-2 / SIGMA Ingenieurgesellschaft mbH(德国)gydF4y2Ba
  • 美国SST系统公司的CAEPIPEgydF4y2Ba

管道支架类型gydF4y2Ba

管道应力分析将不完整，没有几句话gydF4y2Ba管道支持gydF4y2Ba．管道应力分析，在某种程度上，是选择合适的支撑，并将其放置在正确的位置，以避免管道系统中的有害应力。各种类型的支架被用于管道和管道行业gydF4y2Ba

  • 其他支持:gydF4y2Ba限制向下移动。gydF4y2Ba
  • 指导支持:gydF4y2Ba停止横向运动。gydF4y2Ba
  • 线路停止或轴向停止:gydF4y2Ba限制管道的轴向或纵向运动。gydF4y2Ba
  • 锚的支持gydF4y2Ba：gydF4y2Ba完全固定。限制所有六个自由度。这个支撑点的管子不能转动。gydF4y2Ba
  • 可变弹簧吊架支撑:gydF4y2Ba灵活的支架，作为休息支架，具有灵活的热运动。gydF4y2Ba
  • 恒弹簧衣架:gydF4y2Ba灵活的支撑，作为休息支撑，允许热位移。gydF4y2Ba
  • 刚性悬挂器:gydF4y2Ba从顶部悬挂支撑。gydF4y2Ba
  • Struts:gydF4y2Ba动态约束gydF4y2Ba
  • 制动装置:gydF4y2Ba动态约束gydF4y2Ba
  • 摇摆支架，等等。gydF4y2Ba

在管道应力分析中，支架可分为两类gydF4y2Ba

  1. 单向管道支撑和gydF4y2Ba
  2. 双向管道支撑。gydF4y2Ba

单向管道支架在一个方向上自由移动，如+Y， +X， +Z等，这里的支架分别在+Y， +X和+Z方向上自由移动。然而，双向管道支撑可以阻止Y、X或Z支撑等两个方向的运动。gydF4y2Ba

管道应力分析基础教程视频gydF4y2Ba

要详细了解以上几点，请参考以下视频:gydF4y2Ba

管道应力分析基础gydF4y2Ba
基本管道应力分析视频教程gydF4y2Ba

管道应力分析问卷“，gydF4y2Ba

  • 亚博竞彩群在管道系统中引起应力的各种载荷类型是什么?gydF4y2Ba
  • 炼油厂管道应参照哪一种规范?gydF4y2Ba
  • 水泵的设计标准是什么?gydF4y2Ba
  • 物质的热膨胀系数为1.8毫米/米/华氏度。亚博竞彩群它的单位是毫米/毫米/摄氏度?gydF4y2Ba
  • 计算设计压力为20巴的无缝10”NB A106- Gr B材料的最小管道厚度。(设计温度= 350℃，腐蚀余量= 1.6 mm)?gydF4y2Ba

更多的管道资源给你..gydF4y2Ba
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通过Telegram加入我们gydF4y2Ba

Anup Kumar DeygydF4y2Ba

我是一名机械工程师，后来成为一名管道工程师。目前，我在一家著名的跨国公司担任高级管道应力工程师。我非常热衷于写博客，总是尝试做一些独特的事情。这个网站是我第一次冒险进入博客世界，目的是与世界各地的其他管道工程师联系。gydF4y2Ba

关于“gydF4y2Ba管道应力分析基础(PDF)gydF4y2Ba”gydF4y2Ba

  1. 关于管道、储罐和压力容器强度计算的建议。gydF4y2Ba

    计算由金属和非金属(包括复合材料)材料制成的管道系统的总体应力-应变状态，给定的温度、压力、内部环境的重量、结构的自重，考虑到运动条件，以及轴承中的摩擦。gydF4y2Ba
    管道系统接头、弯头、三通、阀门等构件的强度计算涉及三维几何和有限元建模。gydF4y2Ba
    在包层三维建模和有限元的基础上，确定了不同几何形状的管道电路中存在的极点在给定温度、压力、重量的内部环境中的位移和应力。gydF4y2Ba
    计算管道地下部分在给定温度和压力的内部环境下的强度，同时考虑了非弹性性质的土壤(Mohr-Coulomb模型、Drucker-Prager模型、Cam-Clay模型、Cap-model)、管道的深度、土壤温度、管道与地面的摩擦力。gydF4y2Ba
    带液压冲击的管道、接头、配件元件的测定。gydF4y2Ba
    对管道系统整体、单独区域和支撑单元的地震稳定性进行估算。gydF4y2Ba
    金属和非金属(包括复合材料)材料制成的静压容器和储罐总强度的计算。gydF4y2Ba
    内部和/或外部环境参数循环变化下压力容器和储罐的耐久性和使用寿命的评估。gydF4y2Ba
    储罐和压力容器的抗震性能，包括部分灌满液体——考虑使用“技术”与液体相互作用设计——耦合欧拉-拉格朗日(CEL)分析。gydF4y2Ba
    确定流体流动的“设施”的水动力载荷。gydF4y2Ba

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  2. linkedin页面上的这篇文章讨论了一些不错的观点。点击这个链接可以访问:https://www.linkedin.com/groups/http-wwwwhatispipingcom-basicso亚博竞彩群fpipestressanalysis-59422.S.5970562625166127107?view=&item=5970562625166127107&type=member&gid=59422&trk=eml-group_discussion_new_comment-discussion-title-link&midToken=AQH3kT0n6EEJKA&fromEmail=fromEmail&ut=0OXgM9Rbpz56E1。gydF4y2Ba

    然而，为了方便我的读者，我在这里复制这些。gydF4y2Ba

    饶先生:gydF4y2Ba
    DOW chemicals int.pvt.Ltd.顾问gydF4y2Ba
    亲爱的Anup，我有一个问题?gydF4y2Ba
    在不断的分析中，所有的支承都被认为是点接触，这在实际中是不正确的。gydF4y2Ba
    这是如何方便的准确性与摩擦因素的影响，当我们工作与表面接触的支持休息平面..gydF4y2Ba

    作者:Anup Kumar DeygydF4y2Ba
    先生，我认为点接触和表面接触不会影响摩擦系数。只有接触点的表面粗糙度有影响。例如，如果接触是在CS与CS之间，摩擦因子通常为0.3或0.4。当用作点接触时，它不会减少。但如果我们能使表面抛光，那么同样会减少。gydF4y2Ba

    萨蒂什·库马尔先生著gydF4y2Ba
    印度Fichtner咨询工程师有限公司包装设计工程师gydF4y2Ba
    先生，施加的水平力将是摩擦系数*正常反作用力。这个水平力将被用于反对管道轴的运动。因此，这个力的位置将是不同的。gydF4y2Ba

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  3. 我只想说你的文章同样令人震惊。gydF4y2Ba

    你的文章写得很清楚，我可以假设你是这方面的专家。gydF4y2Ba
    好吧，如果你允许，让我抓住你的饲料，以保持更新即将发布的帖子。gydF4y2Ba
    万分感谢，请继续这项有意义的工作。gydF4y2Ba

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  4. 亲爱的Mr.Anup,gydF4y2Ba
    请您在您的博客上添加任何管道系统的逐步手动管道应力计算。对于初学者来说，理解如何对任何管道系统进行管道应力分析，以及在管道系统的安全设计中需要进行哪些步骤和检查是很容易的。亚博竞彩群人们无法看到任何软件用于分析管道系统的公式和方法。对于初学者来说，理解管道应力分析的所有步骤将会有很大的帮助。gydF4y2Ba

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  6. 尊敬的先生，首先感谢您创建网站，我是一名学习管道应力分析的机械工程师。现在SA=f(1.25SC+ 0.25 Sh)gydF4y2Ba
    如何选择应力减小系数f的值?有什么标准或者表格可以选择吗?请回答。gydF4y2Ba
    感谢并致以最良好的问候;gydF4y2Ba
    Sachin Laxman Ratnaparkhi。gydF4y2Ba
    如果可能，请发送你的手机号码。如果你允许，我想和你谈谈。gydF4y2Ba

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  7. 亲爱的先生日安。首先感谢你的网站。现在重点来了。gydF4y2Ba
    SA = f (sc 1.225 + 0.25)gydF4y2Ba
    亚博竞彩群应力范围减小因子f的值是多少?如何计算f的值?gydF4y2Ba
    谢谢并致以最良好的问候。gydF4y2Ba
    电话:9082016401,9867242493gydF4y2Ba

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  8. 亲爱的阿努普,gydF4y2Ba
    我自己是高级管道设计师，2015年从MNC公司退休。gydF4y2Ba
    我想知道市场上有关于应力分析的额外知识的书籍，gydF4y2Ba
    如果你有这些书，请把这些书的PDF发给我。gydF4y2Ba

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  11. 亲爱的阿努普gydF4y2Ba
    感谢您提供有关管道设计标准的有用技术信息。gydF4y2Ba
    题目:我们想设计一条10英寸的脱矿水管道，长度为4公里，压力为20巴，环境温度为36摄氏度。gydF4y2Ba
    机械的设计温度定义为52摄氏度。gydF4y2Ba
    问:在管道长度上是否需要考虑膨胀回路?gydF4y2Ba
    问候gydF4y2Ba

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  12. 我为W+T1创建了两个负载情况，为两侧固定端管道创建了T1。所以在这里，我观亚博竞彩群察到的是，与W+T1相比，T1情况下的轴向力更大。你能告诉我原因吗gydF4y2Ba

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