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6:00mm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;《
?
《 , 】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S?IF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!;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—60:0mm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);
》
?
,
! 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【;
《
】 , 《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);
【
! : γ4—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!1m:ax应等《于,环向单元拉伸刚【度X1amΦ泊松】比vyx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Mi面!内弯:矩,(N·mm);
】
?
【。 , SIFΦ】i在面内弯》。矩M i作》用下的环向》系数;
《
《。
《 Mo!离面弯矩(N·mm!);:
— ! SIFΦo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【IFxi《在面内弯矩Mi作用!下,的,轴向系数;
—
《
【 ? SI?Fxo在离面弯矩】Mo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D》i,B支管?直径(mm);
】
?
,
— SIFT!三通的应力增大系】数;
?
【 — ts取tM和S!I,FT×tB的小【者(mm);
】
《 — , tB》支管壁厚(》mm);
】
— IB支!管连接处的惯性【矩(m?m4)
! :。 :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.《4.12 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.【。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;
!
— : ,。 ,。 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;
【
【 , σ【。xb热膨胀引起【的轴:向弯曲应力;
!
【 σab!自重:引起:。的轴向?弯曲应力;
】
:
【 σac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—E1:amx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
【