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输气管道的强度分析

输气管道的强度分析
输气管道的强度分析

输气管道强度分析与优化设计

作者:刘泽亮单位:大同大学煤炭工程学院10机械二班

一.摘要:通过分析输气管道设计参数与管道建设中的经济技术间的根据

技术经济学原理,引入现值费用作为管道的经济指标,结合工际,提出了含末端储气的输气管道优化数学模型,并采用混合离散变法进行模型

求解。结合我国的天然气管道工程,给出了一个优化算例计算结果表明,采用该方法可得到一个合理的优化方案,具有实际应价值。

关键词:输气管道薄壁圆筒末端储气工艺参数优化设计强度分析

输气管道建设投资巨大,建设周期长,运营费用高,能否确定优化的方案直接关系到管道的经济性,通过优化设计可获得最佳的经济效益。

管道优化设计是在指定线路、输量Q 和压缩比ε已知的条件下,求解变量输气管道的直径D、管道壁厚δ、管道全线的压气站数量N 、输气站间距L 、压气站起点压力pq 和终点压力p z ,确定在管道寿命期内现值费用最低。对于输气管道的优化设计问题, 已有很多学者从不同的角度建立了输气管道设计模型〔1~4〕。由于长距离输气管道的设计输气量一般是按其供气对象的年平均用气量确定的, 在输气管道末段, 由于季、日、时不均匀的用气规律,造成下游用户的用气量随季节变化波动较大, 而气源的供应量却不能完全随用气量变化而变化,为了保证不间断、稳定地向用户供气,必须在供气与用气之间增加一个环节———储气。目前常见的储气方法有管道末段储气、储气罐储气以及地下储气库

储气等。在考虑末端的储气量满足储气调峰要求的基础上,综合考虑各设计变量,使管道在寿命期内总费用最低作为优化设计的最优准则

一、优化模型的建立

1 、基本假设

(1) 输气管道为水平管道,不考虑沿程高差变化,所输气体沿程流量不变,即气体在管道内作稳定流动。

(2) 各压气站间气体的平均压缩系数均相同。气体平均压缩系数取决于站间气体的平均温度和平均压力,并设各中间站的进气温度均为环境温度T 。

(3) 气体的压缩过程为绝热压缩,其误差用绝热效率ηi 修正。

(4) 气体在管内作等温流动,不考虑热力计算。

长输管道末段指的是最后一座压气站与城市之间的输气管道,其特点是除了输气功能之外,还有一定的储气能力,如果适当地选择管道末端起点和终点的压力的波动范围和末段容积, 输气管道末段就具有较强的储气能力, 因此输气管道末端通常用作解决城市昼夜用气不均衡问题的储气容积。随着长输管道的发展,各国的燃气公司均利用高压输气系统不断地提高管道的储气能力, 其优点是可代替昂贵的高压储气容器,且建造简单。在管道末段储气量的计算中,理论上应采用不稳定流动方程进行计算。但是, 不稳定流动的计算很复杂,在工程计算中,通常采用稳定流动方程

V ch = V max - V min =πd2 Tn

4 Z T Pnl m ( ppj max - ppj min ) (1)式中V min ———储气开道末段在标准状况下的储气量,m3 ;

Tn ———工程标准状况下的气体温度, Tn =

293 K;

Pn ———工程标准状况下的气体压力;

V max ———储气结束时管道末段在标准状况

下的储气量,m3 ;

ppj max ———储气结束时管道末段的气体最高

平均压力,N/ m2 ;

ppj min ———储气开始时管道末段的气体最低

平均压力。

在用户提供其负荷曲线的前提下,供气量是随时间的变化曲线〔6〕。由此可知末端储气量必须大于一定的数值才能满足用户用气的要求,即V ch ≥0 可

V ch = f ( pq ,δ, l , D) ≥0

F3m = 8 640 ×10 - 4 Yeβy q ·Σ×4 kηi ( k - 1)

Q Z T (ε( k - 1k ) - 1)×(1 + c) mn - 1c (7)

式中Ye ———气价,元/ m2 ;

βy ———运行附加因数;

q ———压气站自耗气,m3 / (kW ·h) 。

由此得到的目标函数为:

Fm = F1m + F2m + F3m = f ( D , pq , N) (8)

Fm 由管道投

资F1m 、压气站投资F2m和运行操作费用F3m三部分组成〔1〕。

Fm = F1m + F2m + F3m (3)

本研究的目标就是在保证末段储气量为预定值的条件下,通过优化求出各设计参数(管道直径D、壁厚δ、站间距li 、压气站数量N) 与运行参

数(压气站的起点压力pq 和终点压力p z ) ,使总的现值费用最低。(1) 管道投资的现值费用F1m的计算管道建设的现值费用F1m是管道直径D 和管道壁厚δ的函数,即

F1m = Σni =1li ( a0 + a1 D + a2δ) (1 + c) m (4)

式中a0 、a1 、a2 ———管道投资因数;

li ———各段管道长度, km;

c ———资金年利率,元。

压气站投资的现值费用F2m的计算

F2m = Σnj = 1( b0 + b1 N j ) (1 + c) m (5)

N j =4 kηi ( k - 1)QZ T[ε( k - 1k ) - 1 ] ×10 - 3 (6)

式中b0 、b1 ———压气站投资因数;

N j ———压气站j 的消耗率, kW/ s。

(2) 强度约束条件要求管道在最高压力下仍能满足强度要求,管道所承受最大压力一般在压气站出口处,因此有:

Pd ≤Pmax =2ζs F<δD (10)

式中δ———管壁厚度,mm;

ζs ———管道最低屈服强度, Pa ;

F ———设计因数,由地区等级决定,第一等级地区F = 0. 40 , 第二等级地区F =级地区F = 0. 72 ;< ———管道的焊缝因数。

(3) 稳定性约束条件

对于埋地管道,为了防止其横截面严重失稳,稳

定性约束条件为:

当£≤口刚,o E£,当e>£D时,o A£+B。式中n为材料常数,幂指数0<Ⅱ< 1,£。为比例应变j A、B为材料常数,由£=£。处的

a和do/dG的连续性决定。当£:。p时,p=E·p A·£口+B,d叮/d£=E=nA p 一4由这两式得A=E·sD /n;B:E·£D(1—

1/11),所以a:E·e (当E≤sD时)o E·p[(£/p) +n—1]/n :(当£> f-p时)(A 一1 )当£≤eD时,E:/E当el>£D时,Ec o/£:望(£。j~+(n~I) ]dEde(A 一2 )l 一)曼)n]£‘£p由以上两式可见,当£> p时,E>Ee,dEc/d~< 0,并随e增加Ec单调减小。采用遂次逼近法求割绂弹性模量时,初值取的是E,按选定的稳定系数m和设计外雎力在通用算图只可求得£。

因△= I(Ei一。一Ei)/Eil把式(A一4)代入得:A= I[8p-nei(ei—I“/ei —I—ei“/Ei)+(n—1)ei(1/8i一1一l/ei)]/p-n£i+n一1 I≥

l[8p-nei.I + (n—1)]/(8p-nci +It—1)£i一1 I·I Ei—ei—I l

因0:K/(2X )=KS。/(2D )故△≥ I[ p~ (K2SDI。- ~z一)n+11- l:)n+n-i · }}·斋I Si=-sI.I I(si+si—z)·I si—si—i I/si —J可见每两次逼近壁厚值之差随△减小而减小,因此控制△的误差值范围便可达到控制壁厚误差范围之目的。

参考文献

1 , 材料力学第三版单辉祖主编高等教育出版社

2 , 李波等:干线输气管道的优化设计,油气储运,2000 ,19 (8) 。

3 , 张其敏:有分支天然气管道的优化设计,油气储运,2000 ,19 (3) 。

4 , 李长俊等:长距离输气管道工程混合变量优化设计研究,管道技

术与设备,2001 ,8 (3) 。

5 , 李猷嘉:长输管道末段储气的计算与分析,煤气与热力,2002 ,

6 , 李波:西气东输管道工程可行性研究阶段工艺设计方案优化

A. The: through the analysis of the gas pipeline design parameters and

pipeline construction of the relationship between economic technology, according to the technical economics principle, the introduction of present value fees as a pipeline of economic indicators, in combination with the engineering practice, puts forward the end containing gas storage pipeline optimization mathematical model, and the hybrid discrete variable method for solving the model. In view of China's natural gas pipeline engineering, are given a optimization example, the calculation results show that the proposed method can get a reasonable optimization scheme with practical application value.

天然气管道管壁穿孔失效分析

摘要:co2腐蚀是油气田开发和油气集输过程中最常见的腐蚀形式之一,在天然气集输过程中,co2引起的管线内腐蚀问题普遍存在,往往导致管体发生严重局部减薄,甚至穿孔、断裂.一旦发生,会给生产实际造成重大经济损失和灾难性后果。因此,研究co2腐蚀的机理、分析co2腐蚀的影响因素,对预防由此引发的安全事故以及提高天然气输送效率具有重要的现实意义。文章以本文以某天然气管道管壁穿孔失效分析为例,对试样从co2致天然气管线腐蚀的产物形貌及成分进行了微观分析,并对co2腐蚀机理、影响因素等方面做了较为详尽的阐述。 关键词:co2腐蚀;穿孔;失效分析;腐蚀产物形貌;腐蚀机理; 1 前言 在石油和天然气勘探开发过程中,co2作为开采伴生气同时产出。由于co2的广泛存在,使得石油和天然气开采和集输的整个过程面临着严重的co2腐蚀威胁[1]。 co2容易溶于水,形成h2co3,降低环境的ph,对石油和天然气开采与集输系统中的油套管钢、管线钢等造成严重的腐蚀,并且h2co3可以直接在钢铁表面还原,因此在相同ph 条件下,co2水溶液的腐蚀性要比hcl溶液还要强[2]。co2腐蚀穿孔造成的原油和天然气泄漏事故,不仅直接造成了资源的浪费,还污染了水和大气资源,破坏了环境。在能源需求日益增大,油气工业大发展的今天,co2腐蚀成为困扰油气工业发展的一个极为突出并急需解决的问题。 2 腐蚀分析 2.1化学成分分析 取样对泄漏管道进行化学成分分析,结果见表1。分析结果表明,管道的化学成分符合gb/t 9711.2-1999[3]的对规定。 2.2. 扫描电镜分析 对管道内部泄漏孔处进行扫描电镜检测,发现其内壁被腐蚀产物覆盖,腐蚀产物上可见龟裂裂纹,未见裸露金属表面。 2.3 xrd物相分析 为确定腐蚀产物的结构,对管道内壁泄漏孔处的腐蚀产物进行了xrd物相分析。检测结果表明,腐蚀产物的主要物相为fe3o4、α- fe2o3和feo。 2.4 水质分析 取泄漏管道沿线的7组水样进行氯离子含量测定,结果显示氯离子含量最高达到6522mg/l,最低也到了250mg/l。说明氯离子的含量已经达到了很高的程度。 3. 腐蚀机理分析 根据上述的分析,管道在泄漏前处于非常恶劣的环境。首先,管道底部可能残留cl-含量很高的液态水;其次管道在安装完成后,长期接触富含co2和o2的空气。在上述因素的影响下,在管道内壁发生了复杂的电化学腐蚀过程,最终导致管道内壁的点蚀和全面腐蚀的发生。 相关研究表明,在潮湿的环境中,c02的存在既可造成全面腐蚀,也可能造成局部腐蚀。其中cl-和温度是影响c02腐蚀形态最重要的两个因素。排除其他因素的影响,根据温度的不同可将co2腐蚀分为三类:低温区(150℃),形成钝化膜抑制腐蚀的发生。 在本案例中,显然管道内部是处于低温区,因此加入只存在co2腐蚀的话,管道会发生全面腐蚀,不会导致管道在短时间内穿孔泄漏。 cl-在金属材料的腐蚀过程中是一个非常特殊、非常重要的例子,它是诱发点蚀和促进点蚀的重要因素。首先,当腐蚀产物膜的保护性较差时,溶液中的cl-会降低材料表面钝化膜形成的可能性或加速钝化膜的破坏,租金局部腐蚀损伤;其次,cl-能优先吸附于金属缺陷的

天然气输气管道

天然气输气管道 一、天然气输气管道 1、输气管道概念 将天然气(包括油田生产的伴生气)从开采地或处理厂输送到城市配气中心或工业企业用户的管道,又称输气管道。利用天然气管道输送天然气,是陆地上大量输送天然气的唯一方式。在世界管道总长中,天然气管道约占一半。 中国是最早用木竹管道输送天然气的国家。由于木竹管道制作简单,又能耐腐蚀和便于就地取材,因而从古代直到中华人民共和国成立以前,在中国浅气层低压天然气集输中起过巨大作用。中国的现代天然气管道工业,多集中在天然气主要产地四川省。1963年建成了第一条巴渝输气管道,管径为426毫米,全长54.7公里。到1983年已建成从川东经重庆、泸州、威远至成都、德阳等地,沟通全省的输气管网,管径426~720毫米,全长2200多公里,设有集配气站178座,年输量50~60亿立方米。此外在大庆、胜利、华北等油田,建有向石油化工厂输送伴生气的管道。世界输气管道也经历了与中国相似的发展过程。18世纪以前,管道也是竹木管,18世纪后期用铸铁管,19世纪90年代开始采用钢管。 随着现代科学和工程技术的发展,以及世界对天然气需求量的日益增加,促使管道朝着大口径、高压力方向发展,出现了规模巨大的管网系统。如苏联的中亚细亚-中央区输气管道系统,由4条输气管道组成,全长94000多公里,年输量650亿立方米;加拿大的管网系统年输量达300亿立方米。60年代开始,在天然气进出口国之间,相继建造了许多跨国管道,到1977年共有20多个国家建有跨国管道。如由苏联经捷克斯洛伐克、奥地利、民主德国到联邦德国的1780公里的输气管道;由奥地利到意大利长774公里的管道;70年代末期施工的由阿尔及利亚经突尼斯、地中海和突尼斯海峡到意大利的全长2500公里的管道等。 2、输气管道的结构 输气管道是由单根管子逐根连接组装起来的。现代的集气管道和输气管道是由钢管经电焊连接而成。钢管有无缝管、螺旋缝管、直缝管多种,无缝管适用于管径为529毫米以下的管道,螺旋缝管和直缝管适用于大口径管道。集输管道的管子横断面结构,复杂的为内涂层-钢管-外绝缘层-保温(保冷)层;简单的则只有钢管和外绝缘层,而内壁涂层及保温(保冷)层均视输气工艺再加确定。

管道应力分析基础知识

管道应力分析基础知识 2009-04-09 13:55 1. 进行应力分析的目的是 1) 使管道应力在规范的许用范围内; 2) 使设备管口载荷符合制造商的要求或公认的标准; 3) 计算出作用在管道支吊架上的荷载; 4) 解决管道动力学问题; 5) 帮助配管优化设计。 2. 管道应力分析主要包括哪些内容?各种分析的目的是什么? 答:管道应力分析分为静力分析和动力分析。 1) 静力分析包括: (l)压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算――防止塑性变形破坏; (2)管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算――防止疲劳破坏; (3)管道对设备作用力的计算――防止作用力太大,保证设备正常运行; (4)管道支吊架的受力计算――为支吊架设计提供依据; (5)管道上法兰的受力计算――防止法兰泄漏; (6)管系位移计算――防止管道碰撞和支吊点位移过大。 2) 动力分析包括: (l)管道自振频率分析――防止管道系统共振; (2)管道强迫振动响应分析――控制管道振动及应力; (3)往复压缩机气柱频率分析――防止气柱共振; (4)往复压缩机压力脉动分析――控制压力脉动值。 3. 管道应力分析的方法 管道应力分析的方法有:目测法、图表法、公式法、和计算机分析方法。选用什

么分析方法,应根据管道输送的介质、管道操作温度、操作压力、公称直径和所连接的设备类型等设计条件确定。 4. 对管系进行分析计算 1) 建立计算模型(编节点号),进行计算机应力分析时,管道轴测图上需要提供给计算机软件数据的部位和需要计算机软件输出数据的部位称作节点: (1)管道端点 (2)管道约束点、支撑点、给定位移点 (3)管道方向改变点、分支点 (4)管径、壁厚改变点 (5)存在条件变化点(温度、压力变化处) (6)定义边界条件(约束和附加位移) (7)管道材料改变处(包括刚度改变处,如刚性元件) (8)定义节点的荷载条件(保温材料重量、附加力、风载、雪载等) (9)需了解分析结果处(如跨距较长的跨中心点) (10) 动力分析需增设点 2) 初步计算(输入数据符合要求即可进行计算) (1) 利用计算机推荐工况(用CASWARII计算,集中荷载、均布荷载特别加入) (2) 弹簧可由程序自动选取 (3) 计算结果分析 (4) 查看一次应力、二次应力的核算结果 (5) 查看冷态、热态位移 (6) 查看机器设备受力 (7) 查看支吊架受力(垂直荷载、水平荷载) (8) 查看弹簧表

《输气管道设计与管理》课程综合复习

《输气管道设计与管理》复习资料 一、填空题 1、天然气是指从地层内开发生产出来的、可燃的、烃和非烃混合气体,这种气体有的是基本上以气态 形式从气井中开采出来的,称为;有的是随液石油一块儿从油井中开采出来的,称为。 2、输气系统从生产到使用各环节紧密相连,天然气从生产到使用大约有五个环节,采气、净气、输气、 储气、供配气。这五个环节有三套管网相连,即:、和城市配气网。这三套管网形成一个统一、连续、密闭的输气系统。 3、天然气是一种混合气体,混合气体的物理性质决定于天然气组成和各组分气体的性质。天然气的组 成有三种表示方法:即、摩尔组成和。 4、在温度不变的条件下,气体的粘度随着压力的增大而。在高压下(大于100atm),气体的粘度 随着温度的增大而。 5、气体被水蒸气所饱和,开始产生水滴时的最高温度称气体在该压力下的,它从另一侧面反映 气体中的。 6、天然气工业中最常用的脱水方法有三种分别是:、固体吸附脱水和。 7、对于长距离输气管线,当Q、D、P1max、P2min一定时,输气管末段的最大长度为: 22 1max2min max2 P P L CQ - =, 此时管末段的储气能力为。储气能力最大的末段长度为L max的倍。 8、北美、西欧有关的管道标准已规定,20英寸以上的气管应加内涂层,长距离输气管内壁一般涂敷有 机树脂涂层的主要优点有:、。 9、工程上用压缩因子来表示真实气体与理想气体PVT特性之间的差别,该值偏离1愈远,表明气体的 PVT性质偏离性质愈远。 10、天然气的相对密度是指同一压力和温度下气体密度与之比,无量纲。 11、“输气管道工程设计规范(GB50251-2003)”中规定:进入输气管道的气体必须清除机械杂质,应 比输送条件下最低环境温度低5℃;烃露点应低于,气体中的不应对于20mg/m3。12、在工程上,一般根据判断管线内的含水量是否达到形成水合物的条件。管线内形成水合物后 采取方法可迅速使水合物分解,管路畅通。 13、对简单输气管路,提高起点压力或降低终点压力都会增加输量,但对输量增加更有利。终点 压力在低压范围内变化对输量的影响。 14、对于长距离输气管线,由于节流效应的影响,输气温度可能低于。 15、在常压下,气体动力粘度随温度升高而,随气体密度的增大而。 16、单位体积干天然气中所含水蒸汽的质量称,它与天然气的、有关。当天然气被水

压力管道的强度计算教案

压力管道的强度计算 1.承受内压管子的强度分析按照应力分类,管道承受压力载荷产生的应力,属于一次薄膜应力。该应力超过某一限度,将使管道整体变形直至破坏。 承受内压的管子,管壁上任一点的应力状态可以用3个互相垂直的主应力来表示,它们是:沿管壁圆周切线方向的环向应力σθ,平行于管道轴线方向的轴向应力σz,沿管壁直径方向的径向应力σr,如图2.1,设P为管内介质压力,D n为管子内径,S为管子壁厚。则3个主应力的平均应力表达式为 管壁上的3个主应力服从下列关系式: σθ>σz>σr 根据最大剪应力强度理论,材料的破坏由最大剪应力引起,当量应力为最大主应力与最小主应力之差,故强度条件为 σe=σθ-σr≤[σ] 将管壁的应力表达式代入上式,可得理论壁厚公式 图2.1 承受内压管壁的应力状态 工程上,管子尺寸多由外径D w表示,因此又得昂一个理论壁厚公式 2.管子壁厚计算

承受内压管子理论壁厚公式,按管子外径确定时为 按管子内径确定时为 式中: S l——管子理论壁厚,mm; P——管子的设计压力,MPa; D w——管子外径,mm; D n——管子内径,mm; φ——焊缝系数; [σ]t——管子材料在设计温度下的基本许用应力,MPa。 管子理论壁厚,仅是按照强度条件确定的承受内压所需的最小管子壁厚。它只考虑了内压这个基本载荷,而没有考虑管子由于制造工艺等方面造成其强度削弱的因素,因此它只反映管道正常部位强度没有削弱时的情况。作为工程上使用的管道壁厚计算公式,还需考虑强度削弱因素。因此,工程上采用的管子壁厚计算公式为 S j=S l+C (2-3) 式中:S j——管子计算壁厚,mm; C——管子壁厚附加值,mm。 (1)焊缝系数(φ) 焊缝系数φ,是考虑了确定基本许用应力安全系数时未能考虑到的因素。焊缝系数与管子的结构、焊接工艺、焊缝的检验方法等有关。 根据我国管子制造的现实情况,焊缝系数按下列规定选取:[1] 对无缝钢管,φ=1.0;对单面焊接的螺旋线钢管,φ=0.6;对于纵缝焊接钢管,参照《钢制压力容器》的有关标准选取: ①双面焊的全焊透对接焊缝: 100%无损检测φ=1.0; 局部无损检测φ=0.S5。 ②单面焊的对接焊缝,沿焊缝根部全长具有垫板: 100%无损检测φ=0.9; 局部无损检测φ=0.8; (2)壁厚附加量(C)

输气管道受力分析的ANSYS实现

现代CAE 技术及应用 (ANSY)S

输气管道受力分析的ANSYS实现 一、问题描述 一天然气输送管道的横截面及受力简图如图所示,在其内表面承受气体压力P的作用,求管壁的应力场分布。 图i管道受力简图 管道几何参数:外径 R1=0.6m ;内径R2=0.4m ;壁厚t=0.2m。 管道材料参数:弹性模量E=200Gpa ;泊松比v =0.26。 载荷:P=1Mpa。 二、问题分析 由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径,在计算过程中忽略管道的端面效应,认为在其长度方向无应变产生,即可将该问题简化为平面应变问题,选取管道横截面建立几何模型进行求解。 三、求解步骤 1.定义单元类型 定义单元类型为 Structural Solid , Quad 8node 82。设置选项为 Plane strain。 图2定义单元类型

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图6划分网格结果显示 4、加载求解 1)选择分析类型为 Static,对线段2和9施加X方向的位移约束,对线段4和7施加Y方向的位移约束。对管道内环面施加压力。 图7选择分析类型

图8施加位移约束对话框 图9施加位移约束、压力之后的模型保存之后求解,出现图所示的提示。 图10求解结果提示

压力管道强度校计算表

DATA SHEET OF STRENGTH 工程名称: 项目号: 版次: 设计单位: 项目负责: 设计: 校核: 审核:

工业及热力管道壁厚计算书 1直管壁厚校核 1.1计算公式: 根据《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)6.2中规定,当直管计算厚度t s 小于管子外径D o 的1/6时,承受内压直管的计算厚度不应小于式(1)计算的值。设计厚度t sd 应按式(2)计算。 []( ) PY E PD t j t o s += σ2 (1) C t t s sd += (2) 21C C C += (3) 式中 s t —直管计算厚度(mm ); P —设计压力(MPa ) ; o D —管子外径(mm ); []t σ—在设计温度下材料的许用应力(MPa ); j E —焊接接头系数; sd t —直管设计厚度(mm ); C —厚度附加量之和(mm ) ; 1C —厚度减薄附加量(mm ) 2C —腐蚀或腐蚀附加量(mm ) Y —计算系数

式中设计温度为常温,一般取50℃,[]tσ根据《工业金属管道设 计规范》(GB50316-2000)附录A金属管道材料的许用应力表A.0.1 进行选取,故20#为130MPa,0Cr18Ni9为128.375 MPa。 E取值是根据《压力管道规范-工业管道第2部分:材料》j (GB/T20801.2-2006)表A.3,故20#和0Cr18Ni9的取值都为1。 Y根据《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)表6.2.1进行选取,故20#和0Cr18Ni9的取值都为0.4。 1.2常用低压管道计算厚度 1.3常用高压管道计算厚度

国外输气管道失效事故调查分析参考文本

国外输气管道失效事故调查分析参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

国外输气管道失效事故调查分析参考文 本 使用指引:此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 一、前言 管道的安全性是一个非常重要的问题,日益受到人们 的重视。随着管道的大量敷设和运行时间延长,管道事故 时有发生。由于管道所输送的物质一般为有害物质,一旦 发生泄漏或断裂,就会对其周围的环境和人员产生严重的 后果。输气管道,尤其是高压输气管道,一旦破裂,压缩 气体迅速膨胀,释放大量的能量,引起爆炸、火灾,会造 成巨大的损失。例如,1960年美国Transwestern公司 的一条X56钢级的、直径为762毫米的输气管道破 裂,破裂长度达13公里。1989年6月苏联拉乌尔山 隧道附近由于对天然气管道维护不当,造成天然气泄漏,

随后引起大爆炸,烧毁了两列铁路列车,死伤800多人,成为1989年震惊世界的灾难性事故。 国外对于长输管道失效事故的调查分析工作十分重视,如美国运输部(DOT)的管道运输安全办公室OPSO (OfficeofPipelineSafetybytheOperators)及研究与专门项目委员会RSPA (ResearchandSpecialProgransAdministration)、欧洲输气管道事故数据组织EGIG (EuropeanGaspipelineIncidentdataGroup)、加拿大的国家能源委员会NEB(NationalEnergyBoard)及加拿大能源管道协会CEPA (CanadianEnergyPipelineAssociation)、加拿大运输安全委员会TSB (theTransportationSafetyBoardofCanada)、英国天然气协会、俄罗斯天然气监督机构以及全苏天然气科学研

天然气长输管道的知识

关于天然气长输管道知识普及 随着我国天然气勘探开发力度的加大以及人民群众日益提高的物质和环保需要,近年来天然气长输管道的发展十分迅速。随着管道的不断延伸,管道企业所担负的社会责任、政治责任和经济责任也越来越大。因此,对于天然气长输管道知识普及显得尤为重要。 一、线路工程 输气管道工程是指用管道输送天然气和煤气的工程,一般包括输气线路、输气站、管道穿(跨)越及辅助生产设施等工程内容。 线路工程分为输气干线与输气支线。输气干线是由输气首站到输气末站间的主运行管线;输气支线是向输气干线输入或由输气干线输出管输气体的管线。 线路截断阀室属于线路工程的一部分,主要设备包括清管三通、线路截断球阀、上下游放空旁通流程、放空立管等,功能是在极端工况或线路检修时,对线路进行分段截断。阀室设置依据线路所通过的地区等级不同,进行不同间距设置。 阀室系统包括手动阀室和RTU阀室两大类。 二、工艺站场 输气站是输气管道工程中各类工艺站场的总称。一般包括输气首站、输气末站、压气站、气体接收站、气体分输站、清管站等站场。 输气站是输气管道系统的重要组成部分,主要功能包括调压、过滤、计量、清管、增压和冷却等。其中调压的目的是保证输入、输出

的气体具有所需的压力和流量;过滤的目的是为了脱除天然气中固体杂质,避免增大输气阻力、磨损仪表设备、污染环境等;计量是气体销售、业务交接必不可少的,同时它也是对整个管道进行自动控制的依据;清管的目的在于清除输气管道内的杂物、积污,提高管道输送效率,减少摩阻损失和管道内壁腐蚀,延长管道使用寿命;增压的目的是为天然气提供一定的压能;而冷却是使由于增压升高的气体温度降低下来,保证气体的输送效率。根据输气站所处的位置不同,各自的作用也有所差异。 1、首站 首站就是输气管道的起点站。输气首站一般在气田附近。 2、末站 末站就是输气管道的终点站。气体通过末站,供应给用户。因此末站具有调压、过滤、计量、清管器接受等功能。此外,为了解决管道输送和用户用气不平衡问题,还设有调峰设施,如地下储气库、储气罐等。 3、清管站 清管站是具有清管器收发、天然气分离设备设施及清管作业功能的工艺站场。 4、压气站 压气站是在输气管道沿线,用压缩机对管输气体增压而设置的站。 5、分输站

输气管道有限元分析带图

题目描述: 输气管道的有限元建模与分析 计算分析模型如图1所示 承受内压:1.0e8 Pa R1=0.3 R2=0.5 管道材料参数:弹性模量E=200Gpa;泊松比v=0.26。 图1受均匀内压的输气管道计算分析模型(截面图) 题目分析: 由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径,在计算过程中忽略管道的断面效应,认为在其方向上无应变产生。然后根据结构的对称性,只要分析其中1/4即可。此外,需注意分析过程中的单位统一。 操作步骤 1.定义工作文件名和工作标题 1.定义工作文件名。执行Utility Menu-File→Chang Jobname,单击OK按钮。 2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile,单击OK按钮。 3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory。 2.定义单元类型和材料属性 1.设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→

Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options…→select K3: Plane strain →OK→Close,选择OK接受单元类型并关闭对话框。 3.设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic,在EX框中输入2e11,在PRXY框中输入0.26,选择OK并关闭对话框。 3.创建几何模型 1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标:input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK 2. 生成管道截面。 ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical →ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →In Active Coord →依次连接1,2,3,4点→OK 如图2 图2 Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →By Lines →依次拾取四条边→OK →ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian 如图3

最新国外输气管道失效事故调查分析

国外输气管道失效事故调查分析

国外输气管道失效事故调查分析 一、前言 管道的安全性是一个非常重要的问题,日益受到人们的重视。随着管道的大量敷设和运行时间延长,管道事故时有发生。由于管道所输送的物质一般为有害物质,一旦发生泄漏或断裂,就会对其周围的环境和人员产生严重的后果。输气管道,尤其是高压输气管道,一旦破裂,压缩气体迅速膨胀,释放大量的能量,引起爆炸、火灾,会造成巨大的损失。例如,1960年美国Transwestern公司的一条X56钢级的、直径为762毫米的输气管道破裂,破裂长度达13公里。1989年6月苏联拉乌尔山隧道附近由于对天然气管道维护不当,造成天然气泄漏,随后引起大爆炸,烧毁了两列铁路列车,死伤800多人,成为1989年震惊世界的灾难性事故。 国外对于长输管道失效事故的调查分析工作十分重视,如美国运输部(DOT)的管道运输安全办公室OPSO (OfficeofPipelineSafetybytheOperators)及研究与专门项目委员会RSPA (ResearchandSpecialProgransAdministration)、欧洲输气管道事故数据组织EGIG (EuropeanGaspipelineIncidentdataGroup)、加拿大的国

家能源委员会NEB(NationalEnergyBoard)及加拿大能源管道协会CEPA(CanadianEnergyPipelineAssociation)、加拿大运输安全委员会TSB (theTransportationSafetyBoardofCanada)、英国天然气协会、俄罗斯天然气监督机构以及全苏天然气科学研究院等机构,均进行了大量的管道失效事故调查分析与研究工作。加拿大、美国和欧洲等国家还建立了相应的管道事故数据库,以进行现役管道的安全评价,减少事故发生的可能性。 对以往的管道失效事故进行调查分析,对管道安全设计与运行管理有以下重要作用。 (1)建立风险评价模型; (2)管道修复和替换决策; (3)进行安全评价; (4)检查管道失效倾向; (5)成本效益分析; (6)为管道的设计、施工及运行管理提供技术支持。 通过对国外主要国家和地区输气管道失效事故的调查分析,可掌握国外长距离天然气输送管道失效的主要原因,对国内输气管道建设具有重要的参考价值。 二、输气管道的失效原因

管道应力分析和计算

管道应力分析和计算

目次 1 概述 1.1 管道应力计算的主要工作 1.2 管道应力计算常用的规范、标准1.3 管道应力分析方法 1.4 管道荷载 1.5 变形与应力 1.6 强度指标与塑性指标 1.7 强度理论 1.8 蠕变与应力松弛 1.9 应力分类 1.10 应力分析 2管道的柔性分析与计算 2.1管道的柔性 2.2管道的热膨胀补偿 2.3管道柔性分析与计算的主要工作2.4 管道柔性分析与计算的基本假定2.5 补偿值的计算 2.6 冷紧 2.7 柔性系数与应力增加系数 2.8 作用力和力矩计算的基本方法2.9 管道对设备的推力和力矩的计算

3 管道的应力验算 3.1管道的设计参数 3.2钢材的许用应力 3.3管道在内压下的应力验算 3.4 管道在持续荷载下的应力验算 3.5管道在有偶然荷载作用时的应力验算3.6 管系热胀应力范围的验算 3.7力矩和截面抗弯矩的计算 3.8 应力增加系数 3.9 应力分析和计算软件

1 概述 1.1 管道应力计算的主要工作 火力发电厂管道(以下简称管道)应力计算的主要工作是验算管道在内压、自重和其他外载作用下所产生的一次应力和在热胀、冷缩及位移受约束时所产生的二次应力;判断计算管道的安全性、经济性、合理性,以及管道对设备产生的推力和力矩应在设备所能安全承受的范围内。 管道的热胀应力应按冷、热态的应力范围验算。管道对设备的推力和力矩应按冷状态下和工作状态下可能出现的最大值分别进行验算。 1.2 管道应力计算常用的规范、标准 (1)DL/T 5366-2006火力发电厂汽水管道应力计算技术规程(2)ASME B 31.1-2004动力管道 在一般情况下,对国内工程采用DL/T 5366进行管道应力验算。对涉外工程或顾客有要求时,采用B 31.1进行管道应力验算。 1.3 管道应力分析方法 管道应力分析方法分为静力分析和动力分析。 对于静荷载,例如:管道内压、自重和其他外载以及热胀、冷缩和其他位移荷载作用的应力计算,采用静力分析法。DL/T 5366和B31.1规定的应力验算属于静力分析法。同时,它们也用简化方法计及了地震作用的影响,适用于火力发电厂管道和一般动力管道。 对于动载荷,例如:往复脉冲载荷、强迫振动载荷、流动瞬态冲击载荷和地震载荷作用的应力计算采用动力分析法。核电站管道和地震烈度在9度及以上地区的火力发电厂管道应力计算采用动力分析法。 1.4 管道荷载

输气管道站场故障工况分析

输气管道站场故障工况分析刘文泉2013年10月

工况分析1: 某管线有连续三个中间压气站,分别为1#、2#、 3#,2#站值班人员发现(并确认)进站压力降低较快,请分析工况。 1.压力表或变送器引压管漏气,引起的误信号; 2.1#压气站压缩机组停机; 3.1#、2#压气站之间线路截断阀关闭; 4.1#、2#压气站之间管线泄漏; 5.1#、2#压气站之间管线堵塞,因管线中水合物或清管作业清管器发卡形成堵塞

工况分析2: 某管线有连续三个中间压气站,分别为1#、2#、3#,2#站值班人员发现(并确认)出站压力上升较快,请分析工况。 1.3#压气站压缩机组停机; 2.2#、3#压气站之间线路截断阀关闭; 3.2#、3#压气站之间管线堵塞,因管线中水合物或清管 作业清管器发卡形成堵塞。

工况分析3: 压缩机站停运或压缩机组停机对输气干线工况有何影响,请分析工况。 1.工作点流量:中间某站部分机组或全部机组停运,全 线由于压缩比减小,流量减小。 2.中间站停运(部分机组或全部),停运后流量减小, 停运站越靠近首站,流量减少越多; 3.停运站前各站停运后进出口压力均上升,停运站越靠 近首站,各站进出口压力上升越多; 4.停运站后各站停运后进出口压力均下降,停运站越靠 近首站,各站进出口压力下降越多。

工况分析4: 输气干线分气或集气对干线工况有何影响,请分析工况。 1. 分集气对流量的影响 当分气时,分气点以前管内流量要增大,分气点以后管内流量要减小;当分气量越大,上述变化趋势越明显;当集气时,集气点以前管内流量要减小,集气点以后管内流量要增大;当集气量越大,变化趋势越明显。 2.分气对沿线压力的影响 分气点以前管内压力均将下降;越靠近分气点,压力变化越明显;分气后各管段压力均下降。

天然气输气压力对管道的影响分析

天然气输气压力对管道的影响分析 【摘要】天然气是一种相当清洁的新型能源,现在它已进入大众生活,与传统的能源相比天然气有其特定的优越性,而天然气的运输管道是一种新型的运输方式,它与水运,空运等方式被作为现代的一种不可缺少的另一种运输。目前用于管道来运输的不只是天然气,石油也可以通过管道运输进行。但是,天然气运输的唯一方式就是通过天然气管道来进行的,世界上的所有管道总长,天然气的管道约占一半的比例。我国的西气东输的这个浩大的工程就是通过管道来进行的,就此可以说明管道对运输行业的重大意义。 【关键词】天然气压力管道 现在运用管道来进行天然气的运输已经变得越来越重要,那么用管道进行天然气的运输有什么问题存在呢?天然气的输气压力对管道又有什么样的影响呢?对于这个问题“天然气输气气压”是不是只有危害呢?本文就天然气输气压力对管道的影响进行简单的分析。 1 管道的来源 管道最早是出现在中国,是利用木管进行天然气运输的,但是随着科技的发展后来又改为铸铁管,钢管。目前钢管是管道所用的组要材料。天然气的输送所使用的钢管是经过精加工才形成的一种特殊的冶金产品。管道钢的组织有较多的形态,由于不同的制作者和不同的加工技术,各厂家的管道钢有一定的差异。对于天然气的管道材料来说,有三个质量的控制标准分别是强度、韧性和可焊性。 2 管道的定义和特点2.1 管道的定义 管道是由它的组成件、隔热层、管道的支吊架和防腐层组成的,它们的用途是分配、分离、计量、输送、分配、排放或控制流体流动。 2.2 管道的特点 管道相互之间互相影响,并且长细比大,很容易失稳,受力情况相当的复杂。 管道的组成部分很多,它们各自有自己的特点和不同的技术要求,所以在选材和总成上很困难。 管道内的流体流动状态不稳定,流动起伏的速度差异大,缓冲小。 管道上可能分布着很多的泄露点,它与压力容器相比差异明显。 从输送直到用户使用,管道运输的天然气都是大有一定压力的。

2021年压力管道强度校核计算表

DATA SHEET OFSTRENGTH 欧阳光明(2021.03.07) 工程名称: 项目号: 版次: 设计单位: 项目负责: 设计: 校核: 审核:

工业及热力管道壁厚计算书 1直管壁厚校核 1.1计算公式: 根据《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)6.2中规定,当直管计算厚度t s 小于管子外径D o 的1/6时,承受内压直管的计算厚度不应小于式(1)计算的值。设计厚度t sd 应按式(2)计算。 []( )PY E PD t j t o s += σ2 (1) C t t s sd += (2) 21C C C += (3) 式中 s t —直管计算厚度(mm ); P —设计压力(MPa ); o D —管子外径(mm ); []t σ—在设计温度下材料的许用应力(MPa ); j E —焊接接头系数; sd t —直管设计厚度(mm ); C —厚度附加量之和(mm ); 1C —厚度减薄附加量(mm ) 2C —腐蚀或腐蚀附加量(mm ) Y —计算系数 设计压力P : P=2σt/(D-2tY )

Y=0.4--0Cr18Ni9 式中设计温度为常温,一般取50℃,[]tσ根据《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)附录A金属管道材料的许用应力表A.0.1进行选取,故20#为130MPa,0Cr18Ni9为128.375 MPa。 E取值是根据《压力管道规范-工业管道第2部分:材料》j (GB/T20801.2-2006)表A.3,故20#和0Cr18Ni9的取值都为1。 Y根据《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)表6.2.1进行选取,故20#和0Cr18Ni9的取值都为0.4。 1.2常用低压管道计算厚度 1.3常用高压管道计算厚度

输气管道泄漏事故案例(DOC)

1 事故概况 2004年 7 月 15日中午,某化肥厂一条埋地输气管道发生泄漏。由于时值午休时间,待 上班发现 时,现场 0.5 km2 范围内的空气中已弥漫着大量可燃、有毒有水煤气,幸而现场无 点火源,而且采取了得当的抢修措施才未造成更大的损失。 2 事故调查与原因分析 经事后对发生事故的全长 1.95 km 管道开挖并进行了检验检测而了解到, 管道材质为钢 材,规格为 ①219 mm X 7.5 mm ,泄漏孔直径为13.5 mm ,此外还发现: a )管道外壁采用石油沥青加玻璃布构成防腐层,由于多年自然环境的作用及人为破坏, 防腐层破损严重。 多年的维修过程中不断更换破损的防腐层, 有的更换为环氧煤焦油沥青防 腐层,有的更换为玻璃钢防腐层,导致整条管道防腐层多种多样。 b )管道外腐蚀严重,整条管道上有多达 400多处腐蚀坑点,以点蚀为主,最小的剩余壁 厚为 0.8 mm 并伴有穿孔,解剖钢管发现内腐蚀不严重。 c )管道采用牺牲阳极的阴极保护,静电接地为镀锌扁铁。 电接 地已失效。 d )管道于1975年施工投用,无施工验收记录,施工质量低劣。对接焊缝存在着较大错 口、咬边、未熔合和低于母材等缺陷。管道采用直埋方式敷设,敷设较浅,还有一处管道仅 局部被支撑,绝大部分处于悬空状态。在近 30 年的使用中,只是对发现的泄漏点进行了维 修,无维修,使用记录。 综上所述, 由于管道安装质量低劣、 使用过程中没有及时进行检验检测和维修而存在的 大量腐蚀缺陷是发生管道泄漏事故的主要原因, 如不加强管理可能发生更大的泄漏事故甚至 燃爆事故。 类似的、 大量存在着腐蚀缺陷的管道在化工企业直埋管道中是带有普遍性的。 者在参加质检系统组织的工业管道普查中发现, 一些建厂历史较长的化工企业对企业对本企 业内存在哪些直埋管道没有资料可查, 仅靠接到泄漏报警后再对泄漏点进行检查、 堵漏(挖 补、焊补堵漏) ,更不用说进行定期检验检测和维修了。 不安装燃气热水器烟道 中毒把命丢 一、事故经过 1、 2005年7月,李某买来烟道式燃气热水器安装在厨房水槽上部。因为安装烟道管拉 的很远,需穿越厨柜到另一端, 还要砸墙穿孔,李某嫌麻烦不肯安装烟道。 安装师傅只好同 李某共同拟定了一份书面协议, 内容是消费者自愿放弃对燃气热水器排烟道的安装, 一旦出 现问题,由消费者承担。 2、 后来李某在使用热水器洗澡时经常感觉头昏恶心, 还以为是自己的心脏病作怪。 2006 年 2 月 1 0日,李某外出回家感觉很冷,便想烫个热水澡.李某放了一池水泡澡,当起来洗 头时突感晕旋恶 心,浑身无力。 输气管道泄漏事故案例 经检验发现阳极已消耗殆尽静

输气管道课设

((北京) 西气东输管道总体工艺方案设计 计算说明书 专业:油气储运工程 班级:XX级X班 姓名:XX 学号:XXXXXXXX 同组同学:X 指导教师:X 2011 年3 月3 日

目录 1. 设计任务书......................................................... 错误!未定义书签。 2. 设计方法和步骤 (6) 3. 源程序 (12) 4. 输出结果 (21) 5. 分析与讨论 (23) 6. 压气站工艺流程图 (24)

《长输管道工艺课程设计》任务书 一、基本设计条件 1)年工作天数:350天 2)气体标准状态:压力101325 Pa,温度20℃ 3)设计输量:(100+k×5)×108Nm3/a,其中k为每位学生所在小组的组号4)管道长度:3894 km 5)设计压力10MPa(绝) 6)管材等级:X70 7)管外径:1016mm 8)管内壁粗糙度:采用内涂层,管内壁粗糙度取10μm。 9)设计地温 由于线路距离比较长,沿线气象及地温情况变化大,以沿路线线走向近处的气象站点提供的-1.6m处土壤年平均地温作为设计地温,根据变化幅度将全线共分为六段,详见表1。 表1 西气东输管道沿线设计地温(℃) 地名里程 (km) 间距 (km) 夏季 平均地温 夏季最热月 平均地温 年 平均地温 冬季 平均地温 轮南首站0 503 24.5 25.2 17.0 8.8 鄯哈界503 170 20.4 21.1 12.5 4.6 湖东工区673 1352 17.1 17.6 10.7 3.9 甘塘镇2025 185 15.4 15.9 10.4 4.7 大水坑2210 674 19.9 20.5 13.9 7.7 山西河南界2884 1010 21.9 22.6 15.8 9.6 上海末站3894 10)沿线总传热系数K值 将全线大致分为四段,分别取不同的总传热系数。 轮南—红柳段(0-1055 km),取1.27 W/(m2·℃); 红柳—武威段(1055-1839 km),取1.53 W/(m2·℃); 武威—淮阳段(1839-3274 km),取1.18 W/(m2·℃);

管道应力分析报告概述

管道应力分析概述 CAESARII软件介绍 CAESARII管道应力分析软件是由美国COADE公司研发的压力管道应力分析专业软件。它既可以分析计算静态分析,也可进行动态分析。CAESARII向用户提供完备的国际上的通用管道设计规范,使用方便快捷。交互式数据输入图形输出,使用户可直观查看模型(单线、线框,实体图)强大的3D计算结果图形分析功能,丰富的约束类型,对边界条件提供最广泛的支撑类型选择、膨胀节库和法兰库,并且允许用户扩展自己的库。钢结构建模,并提供多种钢结构数据库.结构模型可以同管道模型合并,统一分析膨胀节可通过标准库选取自动建模、冷紧单元/弯头,三通应力强度因子(SIF)的计算、交互式的列表编辑输入格式用户控制和选择的程序运行方式,用户可定义各种工况。 一、管道应力分析的原则 管道应力分析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、管道支承或端点附加位移造成应力问题。 二、管道应力分析的主要内容 管道应力分析分为静力分析和动力分析。 静力分析包括: 1)压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏; 2)管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳破坏; 3)管道对设备作用力的计算——防止作用力太大,保证设备正常运行; 4)管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据; 5)管道上法兰的受力计算——防止法兰汇漏。 动力分析包括:

l)管道自振频率分析——防止管道系统共振; 2)管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力; 3)往复压缩机(泵)气(液)柱频率分析——防止气柱共振; 4)往复压缩机(泵)压力脉动分析——控制压力脉动值。 三、管道上可能承受的荷载 (1)重力荷载:包括管道自重、保温重、介质重和积雪重等; (2)压力荷载:压力载荷包括内压力和外压力; (3)位移荷载:位移载荷包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移、支承沉降等; (4)风荷载; (5)地震荷载; (6)瞬变流冲击荷载:如安全阀启跳或阀门的快速启闭时的压力冲击: (7)两相流脉动荷载; (8)压力脉动荷载:如往复压缩机往复运动所产生的压力脉动; (9)机械振动荷载:如回转设备的振动。 四、管道应力分析的目的 1)为了使管道和管件内的应力不超过许用应力值; 2)为了使与管系相连的设备的管口荷载在制造商或国际规范(如 NEMA SM-23、API-610、API-6 17等)规定的许用范围内; 3)为了使与管系相连的设备管口的局部应力在 ASME Vlll的允许范围内; 4)为了计算管系中支架和约束的设计荷载;

压力管道的强度试验压力计算

压力管道的强度试验压力计算 摘要:在当今的工业生产过程中,压力管道是非常重要的生产设备,对工业生产的安全性、生产质量以及生产效率均有非常深远的影响。在本文中,以工业生产压力管道的选用实例作为分析基础,对压力管道的强度通过试验压力的方式进行了计算,了解了在选择压力管道的时候应该注意的要点,通过量化的手段,让我国工业生产中的压力管道在选择上更为合适,提高压力管道的工作质量。 关键字:压力管道强度试验压力计算 受到压力管道在工业生产过程中具有关键性地位的影响,在当今进行压力管道的安装是,通常会进行管道强度的试验,来对压力管道是否合格进行较为准确的量化判断。特别是在一些大型工业的压力管道施工过程中,基本上设计单位并不会直接给出强度试验中的压力大小,而需要施工单位进行自主计算。通过对强度试验的准确计算,才能够更好地保证压力管道的质量。本文为了更为直观地进行压力管道的强度试验压力计算,选取了我国某石化企业中压力管道施工过程中的强度试验进行分析,展开了相关的计算方法以及压力管道在选用与安装过程中的注意要点。 一、工程概况 该项压力管道工程位于我国东北某石油化工企业,压力管道系统是整个企业生产设备施工中非常重要的一部分,可维持整个石化生产过程的进行。而在施工之前,为了确保压力管道的施工质量,需要在对强度试验的压力进行计算,以便于最终确定合适的压力管道施工方案。压力计算所得到的结果,将提交该石化企业、施工监理方以及当地的相关技术质量监督部门进行审核确认,之后再开始正式的施工工作。由于对管道的压力计算过程较为繁琐,因此需要将其列出来作为管道施工的一部分,进行单独的考虑,提高压力管道的结构稳定性。已知的数据包括了化工生产的一些常规设计指标,比如说管道系统的设计温度为300℃左右,设计管道工作压力大小为9.5MPa左右,压力管道所提供的材料为20G的材质,管道的公称压力为16MPa。通过这几项基本条件,可以开始压力管道强度试验的压力计算。 二、压力管道强度试验压力计算内容 在得到了压力管道工程的施工背景以及施工目标之后,为了提高施工效率以及保证施工质量,在施工之前即需进行强度试验。在强度试验中,对压力的计算成为了非常重要的一项工作,直接关系到管道的正常工作运行。为了保证管道的强度试验压力计算的准确性,需要根据实际情况,考虑到多方面的因素。 1.压力计算中可能使用到的设计参数 3.计算结果

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