《。6.4? 管道应力—计算和柔性分析【
—
:6.4.《1, 管道应力—计算可分为简易应力!。计算和?详细应力计算—并应符合下列规定】
》
1— 当更《换已成功《应用的?管线时可采用—简易应?力计算;
【
2 ! 当与已分析实施】过管:线,是同类管线时可【采用简易《应力:计算;
《
:
3】 按本规》范第6.2.5条】~第6.2.7【条规定?设置膨?胀,节的管线《可采用简易》应力计?算;
》
4 !。 其他管线宜进行】详细应力计》。算
【6.:4.2 简—易应力计算应包【括下列计算内—容
《
,
,
: ?1 设计压力引】起的环向《应力;
《
《。
2 】设,计压力引起的—轴,向应力;
【
3】 , 自:重引起?的轴:向弯曲应力;
!
【4 ?均布和集中载荷【作用下的挠曲变形】;
!。 5 L—。。形膨:胀节和Π形膨—胀节的面内弯—矩和离面弯矩—引起的应《力;
《
— 6 》其他持续载荷、偶然!载荷引起《的应力;
—
7!。 轴?向压缩稳定和外【压稳定;
【
? 8 — 支架处直径大于】60:0mm管道的—应力;
! ? 9 《其他需要计算—的应力
—
6.4.3】 详?细应力计《算宜采用《计算机辅助应力分】析并应包括下列计】算内容
《
《
1 】设计:压力引起的》。环向应力;
【
?
, 2》 设?计压力引起的轴向】应力;
—。
— 3 热膨胀引起!。。的轴向应力》;
?
】4 自重引起的】轴向弯?曲应:力;:
:
5! 热膨胀和内压】引起的弯曲》应力;?
,
《
6— 其他持续载荷】、偶然载荷》或热载荷引起—的应力;
》
《
: : 7 均布和集中!载荷作用下》。。的挠曲变形;—
《
8 】 支架处直径—大于600mm管道!的应力;
】
? ?9 其他需要计算!的应力
《。
》6,.4.4 》。 计:算,热膨胀和热载荷所采!用的设计温差△【T应按下列公式计】算
《
】
: 式中△T【d设计温《。差(℃)《;
—
【 : Tp《工艺:温度(℃);
】
:
— Ta】环境温?度(:℃)按式(6.4】.4-1)和式【。(6.4.4-【4)计算可》取,最低温度;按式【(6.4.4-2)!和式(6.》4.4-3)计算可!取最高温《。度,;
! 】c系:数输送液体介—质时取0.85【输,。送,气体介质时取0.8!;
?
【 — Tas预计—安装温度(℃)
!
6.4【.5 弯头、【三通的柔性系数f】、应力增大系数SI!F和:内压应力乘子的确】定应符合下列规定】。
! 1 弯头(【图6.4.5—-1)?可,分为整体弯头[图6!.4.5-》1(a)]》和拼接弯头》[,图6.4.51【(,b)]弯《头的柔性《系数及应力增—大系数计算》应符合表6.4.】5-1的规定—
?
,
2 】 三通?(图6?.,4.5-2)可分】为等:。径整:体三通[图6—。.4:.,5-:2(a)]、异径整!体三通[图6.4】.5-2《。(b)]《。。、等径拼接三—通[图6《.4.5-2(c】)]、异径》拼接三通[图6.】4.5-2》(d)]《三通:的,柔性:。系数及应力》增大系数计》算应符合表6.【4,.5-2的规—定
《
《
《
6.4.5-1】 弯头
!
R:-弯头的曲率半径】;r-弯《头半径;td-弯头!设计厚度
—
表6.4】.5-1 》 弯头的柔性—系,数及应力增》大系数
《
》
:
《 《注表中f为》柔性系数SIF【为应力?增大系?数m为内压应力【乘子
【
,
《
6.4.5-2! 三通
—
D》i-管道《内径;tM-主【管壁:厚;tB-支管壁厚!;DiM-》主管内径;DiB-!支,。管内径?
—表6.?4.5-2》 :三通的柔性系—数及应力增大系数】
》
! 注tM为三【通主管的厚度—Di为三通主管的内!径D:iB为?支管内径tB为【支,管靠近连接处的【厚,。度,
,
,
?
6.4.》6 ?。直管的?应力计算应符合下】列规定
《
:
!
《
《
:。
6.4.7 】 ,输,送,介质为液体且内【径大于600mm】的,管,道支架处的管道【轴向应?力、环向应力—和剪切?应,。力,计算:应符合下《列规定
!。 1 支架!处管:道的:轴向弯曲应力应按】下列:公,式计:。算,
【
【 , 式中ρL》。管道:输送液体密度(k】g/m3);
!
》。 ? :。 L跨距(m)!;
—
, — Di—管,道内径(m);
】
?。
《 》 ?td:管道设计厚度(m】);
》
:
! γ1、γ2与支!架包角θ《有关的系数应按表】。6.4.《7-1选用;
!
:
, ? θ支!架,包,角(图6.4—.7)
《
表—6.4.7-1【 γ1、γ2系数!
:
》
【
图6—.4.7 》。 支:架包角
】
2— 支?架处管道的最—大,剪切应力应按式【(6.4《.7:-3)计算且应【符合式(6.—4,.7-4)的规定】
《
! 式《中γ3与支架包【角θ有关的系数应按!表6.4《.7-?2选:用;
【
, ?。 ρ】L管道输送液—体密度?(kg/m》3);
! 》 : ?tt纤?维增强塑料》管,道总厚度(m)【;
—
》。 》 [τ]层》合板的许用剪切应】力(MP《。a)按?本规范式(4.【3.:8-4)计算取值
!
表6.】4.7-2 γ】3系数
】
,
,
】 3 支》架处管道的环—向弯:曲应:力应按下列公式【计算
《
?
】 1)?横截:面最低?点应按下式计算【
》
】 式中b1【支架的宽度(—m,);
?
《
【 W均—布载荷(N/m)】;
【 ? 【γ,4与支?架包角θ《有关的系数当管【道,未与支架固定—。在,一起时应《。按表6.4》.7-3选》用;当?管道和支架固定【在一起时应》取表:6.4.7-—3中给定值》的,1/10
—
表》6.:4.7-《3, , γ4系数
【
《
【 《 : 2)横截面—支架包角点处应按】下式计算
!
》
—式,中γ5与支架包角】θ,有,关的系数应》按表:6.4.7》。-4选用
】
:表,6.4.7-4【 γ5系数》
!
6《.4.8 直管的!变形计?算应符合下》列规定
—
,
】 3!)当管?壁采用Ⅰ型》和Ⅱ型?层合:板时式?(6.4.8-【2):和式(6《.4.8-3—)中的轴向》单元拉伸刚度X【1,max?应等于环《向单元拉伸》刚度X?1amΦ泊松—比vy?x和泊松比vxy应!取0:.3
》
3】 两端为滑动支架!或导向支架时的挠曲!变形应按下列公式】计算
【
6.!4.:9 : 弯:头的:应力计算《应符合下列规定【
,
》
》
式中M】i面:内弯矩(N·mm)!;
】 【 S?IFΦi在》面内弯矩M —。i作用下《的环向系数》。;
《。
! ? ,Mo离面弯矩—(N·?mm);《
— ? ? S》IFΦo在离面【。弯,矩Mo?作用下?的环向?系数
《
,
3】 设计压力引起的!轴向应力《应按下式《计算
《。
《
:
:
? 4 热膨胀!引起的轴《向,弯曲应力应按下式】计算
【
:
?
式中S!IF:。xi在面内弯矩M】。i作用下的轴向系数!;
《
! ? ,SIFxo在离【面弯:矩,Mo:作用下的轴向系【数
6.!4.1?0, 三通的》应力计算应》符合下列规》定
】 , :1, , 设计?压力引起《的三通直管环向应】力应按?下式计算
】
:
】。 式中《D,i主管?的内径?(mm);
】。。
《 , t!M主管最小厚—度(mm)
!
,。
: 2《 热膨胀及其【他载荷引起的无【方向:弯曲应力应取三【个连接处的最大值】。无,方向弯曲应力应按】下列公式计算—
】
》。。 式中DiB支!管直:径(mm)》;
?
,
】 》SIFT三通—。的应力?增大系数《;
《。
【 , 》t,。s取:tM:和SIF《T×tB的》小,者(mm);
!。
,
?。 《 t—。B支管壁《厚(mm);
!
《 , — , IB支管连—接处的惯性矩(mm!4,)
—
3 【 支管扭转应力【应按下?式计算
【
:
6.】4.1?1 直管段的挠曲!变形应?符合本规范》第6.3.4条【的规:定挠曲变形计算时】应计入下列》载荷组?合,
》
: 1 均布载!荷组合应包》括管线管内》介质:和管外?绝热等?。载荷;
《
》 2》 集中《载荷组?合应包括永》久,性,的点载荷
》
6—.4.12 管】线任意一处的最【大,组合应力应包括最】大操作?。。。内,压产:生,的,应力、设计温度范】围内热胀冷缩引起】的弯曲应力》、管道和管》中介质?。及附带绝热材—。料自重引起》的弯曲?。应力、外载荷引【起的弯曲应力和【支架位?移引起的弯曲应【力等
》。。
6.4—.,13: 管线任意一处的!轴向和环《向应力?应符合简《化失效包《络线计算或最—大组合应《力不得大于》许,用应:。力最大组合应力计】算应符?合下列规定
—
— 1 直管和!弯头的最大组合【应,。力应按下列》公式计算《。
《
【
?。。 :式中σc最》。。大环向或轴》。向组合应力最大环】向组合应力应按式(!6.4?.,1,3-1)计算最大】轴向组?合,应力应按式》(6.?。4.13-2)计算!;
! 《 σΦ—最,大环向应力;—
:
】 》 σx最大轴—向应力;
】
】。 σs—。扭转剪切《应力;
》
:。
,
: 》 σΦp设】计压力引《起的环向应力;【
:
【 — σΦ?b热膨胀引起的【环向弯?曲应力;
】
【 《 σxp设计压【力引起的《轴向应力;》
?
,
! σxb热膨】胀引:起的轴向弯曲应力;!
?。。
? 》 , 《σab自重引起【的轴向弯曲应力;】
》
, 】 σa《。c带约束端管线热膨!胀引起的轴向应力
!
】 2 三通支管】的最大组合》应力应按《下式计算
】
:
! ,3 直管》的轴向压应力计算】应符合下列》规定
】 : , , ? 1)整体管壁横截!面受压时应》按下式计《算
《
—
式中!F,s压缩稳《定安全系数取值不应!小于4;
!
》 ? L全》约束管线系》统的受?压缩直管《段长度、带有—端部压缩《载荷:。的垂:直管段长度、管【壁,横,。截面整体受压缩应力!的无支撑管道长【度(m)
—
— 》 2)局部》管壁横截面受压【时应按下《式计算
】
! 3)】当管壁采用Ⅰ—型和Ⅱ型层》合板:时式(6.4.13!-6)和式(—6,.4.13》-7)中的轴向拉伸!模量E1am—x应等于环向—拉伸模量E》。1amΦ
》。
:
6.4.【14 采用失效】。包,络,线分析时《应分:别计算?在包括热膨胀—载,荷的持续作》用工况、不包括热】膨胀载?荷的持?续作用工况和偶然】短时作用工况下管】线各危险点的轴【向和环向应力—值该危险《点的应力状态应在】简,化失:效包络?线内
?
,