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600mm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600m】m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△?Td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;【
《
,
》 T【as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
】
Di-管道【内径;tM-主【管壁厚;tB-支管!壁厚;DiM-【主管内径;Di【B-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D—i为:。三通:主,管的内径《DiB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!60:0m:m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(】。kg/?。m3)?;
:
:
《。。 !。L跨距(m》。);
】 ,。 》。 , Di管—道内径(《m,);
》
,
? : ? t》d管道?设计厚度(m—。),;
】 : γ1!、γ:2,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、γ】2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γ!3与支架包角θ有关!的系:数应按表6》.4:.7:-2选用;》
】 】ρL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(MPa)—按本规范式》(4.3.》8,-4)计算取值
】
《
表6.4.7-2! γ3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 γ!4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 》γ,5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:X1max》应等于环向》单元拉?伸刚度X1a—mΦ泊松比v—yx和泊松比v【。x,y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Mi面内弯矩(】N·mm);
!
】 ,。 S》IFΦ?i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SIFxi在【面内弯矩《。Mi作用《下的轴向《系数;
! 》 ?。 , S:IFx?o在离面《弯矩M?。。o作用?下的轴向系数—
:。
6.4【.10? 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Di!主管:的内径?(mm)《;
【 , — tM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Di?B支管直《径,(mm);
—
《
《 》 SIFT三【通的:应力增大系数—;
! ? : ts取tM和!SIFT×t—B的小?者,(mm);
!
: — : t?B支管壁《。。厚(mm《),。;
! 】IB支管连接处的惯!性矩(mm4)【
》
》3 支管扭转应力!应按下式计算
!
—
6.》4.:11 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
【
,
6.4.1】2 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.【4.13-1—)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;:
》
: 《 》σΦb热膨》胀引起的环》向弯曲应力;
】
】 , 《。 σx?p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;
》
》 《 ,。。 , σ》ac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Fs《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E1》a,。mx应等于环向【拉伸模量E1a【m,Φ
?。。
:
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,
: