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2002年CAESARII技术培训资料

CAESARII软件培训资料

北京艾思弗计算机软件公司

2002年4月12日

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1．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。

2．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——防止法兰泄露。 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。

3．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；

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（9）机械振动荷载：如回转设备的振动。

4．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日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； 5）为了进行操作工况碰撞检查而确定管于的位移； 6）为了优化管系设计。

5．管道柔性设计方法的确定

一般说来，下述管系必须利用应力分析软件（如 CAESAR II）通过计算机进行计算及分析。 1）与贮罐相连的，公称管径12”及以上且设计温度在100度及上的管线；

2）离心式压缩机（API 617）及往复式压缩机（API 618）的3”及以上的进、出口管线： 3）蒸汽透平（NAME SM23）的入口、出口和抽提管线；

4）泵（API 610）——公称管径4”及以上且温度 100度及以上或温度-20度及以下的吸入。

排出管线；

5）空冷器（API 661）——公称管径 6”及以上且温度 120度及以上的进、出口管线； 6）加热炉（API 560）——与管口相连的 6”及以上和温度 200度及以上的管线； 7）相当长的直管，如界区外的管廊上的管线；

8）法兰处的泄漏会造成重大危险的管线，如氧气管线、环氧乙烷管线等。 9）公称管径4”及以上且100度及以上或-50度及以下的所有管线；

6．摩擦系数的确定

除非另有规定，在进行管道柔性分析时摩擦系数应作如下考虑： 滑动支架：

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