管道跨距設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定

_1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了管道允許跨距和導(dǎo)向間距的確定原則和方法，并給出了十六種典型管段的管架配置方案。精品文檔放心下載本標(biāo)準(zhǔn)適用于一般石油化裝置內(nèi)外輸送介質(zhì)溫度不超過400℃的液體的氣體管道。謝謝閱讀本標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)管系靜態(tài)一次應(yīng)力條件制定，對需考慮熱應(yīng)力和振動間題的管道，應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)另作相應(yīng)的熱應(yīng)力和動態(tài)分析核算，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整管架位置。謝謝閱讀2 管道跨距和支吊架的設(shè)置2.1配管設(shè)計(jì)中，可先根據(jù)管道的設(shè)計(jì)條件按本標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法或圖表，求出基本跨距，然后按各管段的配置形式和載荷條件確定其相應(yīng)的允許跨導(dǎo)向間距，以虎作為配置管架的基本條件。謝謝閱讀2.2 配置管架除應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)允許距距和導(dǎo)向間距外，還需注意以下問題：感謝閱讀2.2.1管架應(yīng)盡量設(shè)置在直管段部分，避免在小半徑彎頭、支管連接點(diǎn)等局部應(yīng)力較高的部位設(shè)置支承點(diǎn)，以防管系中局部應(yīng)力過載；精品文檔放心下載2.2.2 剛性支吊架應(yīng)設(shè)在沿支承方向上管道位移為零的位置上；謝謝閱讀2.2.3支吊架應(yīng)盡可靠近閥門、法蘭及重管件，但不應(yīng)以它們作直接支承，以免因局部荷載作用引起連接面泄漏，或閥體因受力變形導(dǎo)致閥瓣卡住、關(guān)閉不嚴(yán)等不良后果；謝謝閱讀2.2.4 導(dǎo)向架不宜過份靠近彎頭和支管連接部位，否則可能額外地增加管系應(yīng)力和支承統(tǒng)的荷載；謝謝閱讀2.2.5 對因清理、維修等要求而需經(jīng)常拆卸的管段，不宜設(shè)置永久性管架。感謝閱讀3 管道基本跨距的確定基本跨距是用以確定管段允許跨距的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。本規(guī)定根據(jù)三跨簡支梁承受均布荷載時的強(qiáng)度條件和剛度條件別以計(jì)算法和圖表法規(guī)定如下：感謝閱讀3.1 計(jì)算法3.1.1 剛度條件根據(jù)管段不應(yīng)在輕微外界擾力作用下發(fā)生明顯振動的要求，規(guī)定裝置內(nèi)管段的自振頻率不低于4次/秒，裝置外管段的自振頻率不低于2.55次/秒，由此規(guī)定的跨距計(jì)算如下。相應(yīng)管道允許擾度，裝置內(nèi)為1.6mm，裝置外為3.8cm.謝謝閱讀_L01=0.2124EI(1-a)tqoL01*=0.2654EI(1-b)tqo式中：L01一裝置內(nèi)管道由剛度條件決定的跨距，m;感謝閱讀L01*一裝置外管道由剛度要件決定的跨距，m;一管子扣除腐蝕裕量后的慣性矩(見表1)，cm4；謝謝閱讀Et一管材在設(shè)計(jì)溫度下的彈模量(見40B201－1997《工藝管道應(yīng)力分析技術(shù)規(guī)定》附錄二)，精品文檔放心下載MPa；qo一每米管道的質(zhì)量(包括管子、隔熱層、物料質(zhì)量及其他垂直均布持續(xù)荷載)，kg/m。謝謝閱讀3.1.2 強(qiáng)度條件根據(jù)不降低管道承受內(nèi)壓能力的原則，規(guī)定裝置內(nèi)外的管道一律取由管道質(zhì)量荷載(包括其他垂直持續(xù)荷載)在管壁中引起的一次軸向應(yīng)力不起過額定許用應(yīng)力的二分之一。感謝閱讀L=(L*)=0.626W(2)02t02qo式中：L02L02*一由強(qiáng)度條件決定的裝置內(nèi)及裝置外的管道跨距，m;感謝閱讀一管子扣除腐蝕裕量后的斷面模量(見表1),cm3；感謝閱讀[σ]t一管材在設(shè)計(jì)溫度下的的許用應(yīng)力(按40B201一1997《工藝管道應(yīng)力分析技術(shù)規(guī)定》附錄六取值)，MPa；精品文檔放心下載qo一每米管道的質(zhì)量(包括管子、隔熱層、物料質(zhì)量及其他垂直均布持續(xù)荷載)，kg/m。精品文檔放心下載3.1.3 在剛度和強(qiáng)度條件計(jì)算的跨距值中，取較小者為該管道之基本跨距(Lo或LO*)。感謝閱讀3.2 圖表法根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)基本跨距所需要滿足的最低剛度條件和強(qiáng)度條件，對計(jì)算公式作必要的工程簡化處理，繪制成用于各種隔熱和不隔熱管道的基本跨距曲線。這些曲線對常用管道規(guī)格(t/D≤0.1)的基本跨距值，誤差不超過±10％。謝謝閱讀3.2.1 裝置內(nèi)及裝置外的不隔熱管道_不隔熱管道的基本跨距一般均受剛度條件控制，對設(shè)計(jì)溫度≤350℃的碳鋼、低合金鋼及不銹鋼管道按圖1查取基本跨距值。圖中曲線按裝置外的氣體管道和液體管道及裝置內(nèi)的氣體管道和液體管道分別繪出?；究缇喟垂茏庸Q厚確定，若由于管壁需考慮較大的腐蝕裕量或其他減薄量時，可按圖中的壁厚修正，但壁厚變化對不隔管道的基本跨距值影響不大，故一般情況下(減薄量不超過壁厚度的30％)可不作壁厚修正。精品文檔放心下載例題：一裝置外氣體不隔熱管道，公稱管徑為DN100(φ114×6)，設(shè)計(jì)溫度00℃，管壁腐蝕裕量取1.5mm(0.15cm)，試確定其基本跨距。精品文檔放心下載由圖1中的裝置外氣體管道線查出不考慮管壁減薄影響基本跨距為Lo*=11.7m；感謝閱讀計(jì)算腐蝕裕量的壁修正系數(shù)C=14tc/t40.60.15/0.60.931壁厚修正后的基本跨距為Lo=C1Lo*=0.931×11.7=10.9m3.2.2 裝置內(nèi)及裝置外的隔熱管道隔熱(保溫和保冷)管道的基本跨距隨管道及其隔熱層的長件不同，可分別受強(qiáng)度或剛度條件的控制。針對工程上各種管道設(shè)計(jì)條件變化很大、隔熱材料及厚度亦各不相同的情況，本標(biāo)準(zhǔn)按裝置內(nèi)和裝置外的管道分三個溫度等級(≤150≤℃，151-300℃，301-400℃)精品文檔放心下載繪制成六張曲線圖(圖2－圖7)，供確定隔管道的基本跨距使用。謝謝閱讀對裝置外的管道：2一管道設(shè)計(jì)溫度T≤150℃;3一管道設(shè)計(jì)溫度T=151-300℃;4一管道設(shè)計(jì)溫度T=301-400℃；對裝置內(nèi)的管道：謝謝閱讀5一管道設(shè)計(jì)溫度T≤150℃；6一管道設(shè)計(jì)溫度T=151-300℃；7一管道設(shè)計(jì)溫度T=301-400℃;_圖中所用的t′/qo為隔熱管道的特性數(shù)值，其中t′為管子計(jì)算壁厚或扣除腐蝕裕量及其他減薄量后的管壁厚度(cm)；qo為每米管道的質(zhì)量(包括管子、隔熱層、物料質(zhì)量及其他垂直均布持續(xù)荷載)(kg/m)，一般管道可按圖8、表1和表2計(jì)算qo值。精品文檔放心下載例題：一裝置內(nèi)液體隔管道，公稱管徑為DN100(φ114X6)，材料為碳鋼設(shè)計(jì)溫度345℃，管壁腐蝕量取1.5mm(0.15cm)，隔熱層材料為巖棉預(yù)制管殼，厚度為150mm，試確定其基本跨距。謝謝閱讀求每米管道的質(zhì)量查表1知φ114X6管質(zhì)量為15.973kg/m；精品文檔放心下載查圖8中曲線GW得等內(nèi)充水質(zhì)量為8kg/m；謝謝閱讀查圖8中曲線δ＝150,得每米管道的隔熱層基準(zhǔn)質(zhì)量為：120kg/m；感謝閱讀查表2巖棉預(yù)制管殼的相對密度為0.2每米管道總質(zhì)量為：qo=15.973+8+0.2X120=48kg/m感謝閱讀計(jì)算隔熱管道的特性數(shù)值t′/qo管壁計(jì)算厚度t′=0.6-0.15=0.45cm；精品文檔放心下載t′/qo=0.45/48=0.0094查圖7得基本跨距為：Lo=6.4m管道允許跨距的確定實(shí)際配管中，一根管道常常包括各種形式和不同荷載條件的管段。由于它們承受質(zhì)量荷載的能力各不相同。需在基基本跨距基礎(chǔ)上分情況確定各自的允許跨距值。具體規(guī)定如下：謝謝閱讀4.1五種基本管段的允許跨距4.1.1連續(xù)敷設(shè)的水平直管段按圖9確定。4.1.2水平彎管的允許外伸尺寸按圖10確定。感謝閱讀4.1.3水平Ⅱ形管段的允許懸伸尺寸按圖11確定。感謝閱讀4.1.4帶垂直段Z形管段，其允許外伸及垂直段尺寸按圖12確定。謝謝閱讀_4.1.5受集中荷載的水平直管段按圖13確定。精品文檔放心下載4.2由強(qiáng)度條件控制的帶三通或其他分支連接管段，其允許跨距應(yīng)按三通的應(yīng)力強(qiáng)化系數(shù)作必要的調(diào)整，即：謝謝閱讀L′＝L/i(3)式中：L一考慮應(yīng)力強(qiáng)化影響的允許跨距，m;L一不考慮應(yīng)強(qiáng)化影響的允許跨距，m;I一三通的應(yīng)力強(qiáng)化系數(shù)，按表3選用。4.3對直接支際于管架構(gòu)件的大直徑薄壁管道(一般指大于DN400管道)需按下式對管壁支承點(diǎn)作局部應(yīng)力核算：感謝閱讀σatt=1.76R/tfA≤0.5[σ]t(4)t式中：σatt一支承點(diǎn)管壁的局部應(yīng)力，MPa:感謝閱讀R一管子外半徑，cm；t′一管子扣除腐蝕裕量后的壁厚，cm；fA一支承反力作用于管壁的線荷載，N/cm；fA=9.81XqoL/BL一管道跨距，m;qo一每米管道的質(zhì)量，kg/m；一管壁與管架構(gòu)件的支承線長度，cm;[σ]t一管材在設(shè)計(jì)溫度下的額定許用應(yīng)力，MPa;感謝閱讀若不能滿足式(4)條件應(yīng)在支承部位設(shè)置加強(qiáng)板或采取其他局部加強(qiáng)措施，否則就要縮小管道的跨距來減小支承點(diǎn)荷載。謝謝閱讀管道允許導(dǎo)向間距的確定當(dāng)管道需考慮約束由風(fēng)載、地震、溫度變形等引起的橫向位移，或要避免因不平衡內(nèi)壓、熱脹推力及支承點(diǎn)摩擦力造成管段員向失穩(wěn)時，應(yīng)配置必要的導(dǎo)向架并限制最大導(dǎo)向間距。由于水平管感謝閱讀_段和垂直管段的支承條件及受力狀況不同，配置導(dǎo)向架時應(yīng)滿足不同的允許導(dǎo)向間距要求。本標(biāo)準(zhǔn)按一般應(yīng)用條件作如下推薦；謝謝閱讀5.1垂直管段的推薦允許導(dǎo)向間距見表4。5.2水平管段的推薦允許導(dǎo)向間距見表5。6 典型管段的管架配置方案及其允許跨距本標(biāo)準(zhǔn)列舉十六種典型管架配置及其允許跨距方案(見圖14-1，圖14－2，圖14－3)，供配管設(shè)計(jì)參考，參照這些典型配置方案尚可舉一反三演變出更多的實(shí)用配置方案。精品文檔放心下載表1常用鋼管參數(shù)表公稱直徑外徑×壁厚每米質(zhì)量載面面積慣性矩?cái)嗝嫦禂?shù)管子表號DNDo×tqo(kg/m)A(cm)2I(cm)4W(cm)32534×3.52.633.43.92.3Sch4034×4.53.274.24.82.7Sch804048×44.345.5312.25.1Sch40_48×5.05.306.815.66.5Sch8060×3.54.8746.224.98.3Sch20s5060×4.05.5217.027.79.2Sch4060×5.57.38910.235.211.8Sch8089×4.08.38110.796.621.7Sch20s8089×5.511.32014.4126.228.4Sch4089×7.515.06719.2160.736.1Sch80114×4.010.84613.8209.236.7Sch20s100114×6.015.97320.4297.652.2Sch40114×8.522.10428.2394.669.2Sch80168×5.020.08925.6850.7101.3Sch20s150168×7.027.77935.41148.8136.8Sch40168×11.042.50954.31079.0199.9Sch80219×6.534.04643.42450.4223.8Sch20s200219×8.041.60853.02953.9269.8Sch40219×1366.01084.14478.3409.0Sch80273×6.542.69854.44831.7354.9Sch20s250273×9.561.70378.66830.8500.4Sch40273×1595.392121.610145.1743.2Sch80300325×6.551.65658250.5507.7Sch20325×10.077.64499.012280.3755.7Sch40350356×8.068.6587.4213247744.2Sch20356×1193.58119.1617756997.5Sch40400406×8.078.5299.9819814976.1Sch20406×13125.99160.42310211528.1Sch40450457×8.088.58112.79284461224.9Sch20457×14152.94194.74478452093.9Sch40500508×9.5116.78148.7462311820.1Sch20508×15182.36232.2706472781.4Sch40550559×9.5128.36163.9619182215.3Sch20559×17227.22289.31063983806.7Sch40600610×9.5140.68179.1808042649.3Sch20610×18262.78334.61467914812.8Sch40表2隔熱材料相對密度（d）表_隔熱材料名稱相對密度，d備注巖棉隔熱帶0.2～0.25巖棉隔熱板和管殼0.1～0.2巖棉隔熱氈0.08～0.15瀝青礦棉0.1～0.12酚醛礦棉0.08～0.15中級纖維淀粉玻璃棉0.1～0.13中級纖維酚醛樹脂玻璃棉0.12～0.15中級纖維瀝玻璃棉0.075～0.135超細(xì)棉無脂氈和縫合氈0.04～0.06超細(xì)棉樹脂制品0.06～0.08硅酸鋁耐火纖維（陶纖）0.15～0.2水泥珍珠巖制品0.35～0.4水玻璃珍珠巖制品0.2～0.3瀝青珍珠巖制品0.2～0.3僧水珍珠巖制品～0.3耐高溫珍珠巖制品0.227～0.342微孔硅酸鈣0.2～0.25石棉繩0.59～0.73閉孔型泡沫玻璃0.16～0.2硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料0.03～0.05軟質(zhì)聚氨脂泡沫塑料0.03～0.042聚苯乙烯泡沫塑料0.02～0.04硬質(zhì)聚氯乙烯泡沫塑料～0.04摘自《絕熱工程應(yīng)用技術(shù)》上冊——國家建筑材料工業(yè)局標(biāo)準(zhǔn)化研究所。謝謝閱讀___表4 垂直管段的推薦允許導(dǎo)向間距管子公稱直徑氣體管液體管（mm）不隔熱隔熱不隔熱隔熱254.33.44.03.4405.24.04.63.7505.84.64.94.3807.06.16.15.51007.97.06.76.11509.88.87.97.320011.310.18.88.225012.511.69.89.430013.712.810.410.135014.613