管道技術資訊

全國化工熱工設計技術中心站上海管道技術中心

2007年第01期總第05期

管道技術資訊

2007年3月25日

目錄

令壓力管道

壓力管道安全管理.............................................2

壓力管道知識系列.............................................2

令信息資訊

我國標準化工作欲與國際接軌...................................4

上海地下管網(wǎng)日均消化470萬噸污水...........................5

中國東北天然氣管網(wǎng)建設啟動...................................6

我國擁有自主知識產(chǎn)權石油管生產(chǎn)線投產(chǎn).........................6

上海在大馬開辟新的天然氣供應源09年開始供應..................7

令標準規(guī)范

塑料管道技術標準需規(guī)范.......................................7

令學術論文

對熱網(wǎng)管道中溫度應力和位移的分析及對策.......................8

今技術論壇

供熱管道一次性補償器斷裂原因分析.............................10

LNG的應用與氣化站設計的探討................................11

中國天然氣管道工業(yè)發(fā)展前景...................................14

令新產(chǎn)品與新技術

太鋼LNG低溫壓力容器通過鑒定................................16

加拿大采用柔性鋼管修復管線.................................16

我國第一套高清晰度漏磁檢測器研制成功.........................17

一項發(fā)明專利可解決管道內(nèi)流體渦流問題.........................18

令企業(yè)介紹

中林給水材料有限公司.........................................18

令招聘啟示

上?？圃蓟こ淘O計有限公司.................................19

令知識鏈接

反式脂肪酸---中老年人的新殺手...............................20

壓力管委

壓力容器壓力管道安全管理

壓力管道定義：壓力管道是指利用一計資格印章，并負責該設計文件在制造加工

定的壓力，用于輸送氣體或者液化氣體的管過程中的修改工作。

狀設備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或4、必須對本單位設計的設計文件質量

者等于0.1MPa（表壓）的氣體、液化氣體、負責。

蒸汽介質或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、5、加強技術培訓，有計劃地安排設計

最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液人員深入制造、安裝、使用現(xiàn)場，結合設計

體介質，且公稱直徑大于25mm的管道。學習有關實踐知識，不斷提高各級設計人員

壓力管道設計單位應加強日常管理工的技術素質和業(yè)務水平。

作，并做到：6、落實各級技術人員責任制。

1、每年第一季度內(nèi)向批準部門報送年7、建立設計工作檔案。

度綜合報告，并抄報審查機構。不按時報送8、設計工作必須遵循有關標準、規(guī)章、

年度綜合報告的單位將不予換證。制度。

2、在《設計許可證》有效期內(nèi)從事批9、對于設計和校核人員，每年必須進

準范圍內(nèi)壓力容器或壓力管道產(chǎn)品設計，不行有關規(guī)程、標準等技術規(guī)范及本職工作應

得隨意擴大設計范圍。不準在外單位設計的具備知識利能力的考核，并按有關規(guī)定進行

圖紙上加蓋本單位設計資格印章。資格確認后，方可獨立工作。

3、設計總圖（或壓力管道平面布置圖）摘自《壓力容器壓力管道設計單位

上按規(guī)定由審批人員簽字并加蓋本單位設資格許可與管理規(guī)則》

壓力管道知識系列

1.壓力管道設計中常用鋼材牌號的適用溫00Crl9Nil0W+400℃

度范圍怎樣？00Crl7Nil2Mo2W+450℃

10、20號-20?+350C2.焊接壓力鋼管必須采用哪種焊接方法？

16Mn-40?+450℃焊接壓力鋼管必須采用與壓力鋼管材

09Mn2V-70?+100C料相符合的焊條和電弧焊接方法。

12CrMo<+525℃3.管道可能承受的荷載有n那些？

15CrMoW+550c管道可能承受的荷載有：

12CrlMoV<+575℃（1）重力荷載。（2）壓力荷載。（3）位移荷

1Cr5MoW+600C載。（4）風荷載。（5）地震荷載。（6）瞬變流

低碳奧氏體不銹鋼T96?+700℃沖擊荷載。（7）兩相流脈動荷載。（8）壓力脈

超低碳奧氏體不銹鋼動荷載。

(9)機械振動荷載。進行封堵。

4.壓力管道發(fā)生外壓力有幾種情況？(2)鋼管在安裝過程中需要做水壓試驗

(1)當壓力管道內(nèi)的水放空時，因為通氣時，用封頭來封堵試驗段的鋼管，以便進行

管(閥)的失靈，使壓力管道內(nèi)發(fā)生真空現(xiàn)水壓試驗。

象，管壁外受大氣壓力的作用，使壓力管道(3)為遠期工程或其他設施從鋼管預留

轉變?yōu)槌惺芡鈮毫ψ饔谩３龇种Ч堋?/p>

(2)埋設于地下的鋼管，管內(nèi)的水放空后9.壓力鋼管為什么設有進氣及排氣閥

管壁外承受地下水或土壤壓力的作用。(孔)？

(3)埋填于混凝土內(nèi)的部分管段，施工時壓力鋼管在放空管內(nèi)的水時，需要外充

承受未硬化的混凝土壓力。入空氣以避免管內(nèi)發(fā)生真空，所以要設有進

(4)灌漿壓力。氣閥(孔)。壓力鋼管沖水時，需要排出管內(nèi)

5.在壓力鋼管上設置進人孔主要有哪幾個空氣，在壓力鋼管高點設有排氣閥(孔)。

原則？10.焊接件厚度小于6mm,焊接接頭有哪些

(1)壓力鋼管人孔一般都設置在管段的技術要求？

下游鎮(zhèn)墩的上方。(1)厚度大于2mm時，為了保證焊透，接

(2)沒有特殊情況時，人孔在鋼管斷面的頭處應留1?2mm的間隙。

位置為水平直徑以下45度角處，應設在交(2)厚度小于4mm時，只在一面施焊。

通方便的一側。(3)厚度為5?6mm時，，應在兩面施焊。

(3)特殊情況下，人孔可以設置在鋼管頂11.mV形坡口對接接頭一般適應鋼板厚

部或水平直徑45度以上。度范圍？

6.伸縮節(jié)在壓力管道中起什么作用？焊接V形坡口對接接頭適應在6?

(1)鋼管能夠沿著管軸線方向自由伸長30mm。

或縮短。12.壓力鋼管最小轉彎半徑一般選用多少為

(2)鋼管產(chǎn)生軸向位移時，伸縮節(jié)處的摩宜？為什么？

擦阻力很小。壓力管道轉彎半徑一般以管道直徑的

(3)伸縮節(jié)不但對軸向位移起到伸縮作1.5-3倍為宜。轉彎半徑大，雖然水力損

用，還能適應管段產(chǎn)生的橫向位移。失小，但是施工工程量大，投資增加。轉彎

7.套管式伸縮節(jié)由哪幾部分組成？半徑小，雖然投資小，但是水力損失大。

由套筒、插入管、水封填料及填料壓緊13.SH3501對管道焊接接頭的無損檢驗是怎

環(huán)組成。樣要求的？

8.壓力鋼管在什么情況下采用封頭？(1)、管道焊接接頭的無損檢測應按

(1)水電站的裝機需要分期施工，對己安JB4730進行焊縫缺陷等級評定，并符合相應

裝好的鋼管在進口或者末端需要使用封頭要求。

4

（2）、每名焊工焊接的對接焊焊接接頭的射線檢測百分率并符合相應規(guī)定。

14.焊接接頭射線檢測百分率及合格等級表

管道設計壓力P（表設計溫度檢測百分合格級

輸送介質

級別壓）/MPat/℃率/%

毒性程度為極度危害介質（苯

——100II

除外）

毒性程度為高度危害介質的

SHA

丙烯曙、光氣、二硫化碳和氟——100II

化氫

一P210.0一100II

—4.0WPV10.0t^400100II

毒性程度為極度危害程度的

苯

毒性程度為高度危害介質（丙

P<10.0-29<t<40020II

SHB烯靖、光氣、二硫化碳和氟:化

氫除外）

甲A類液化燃

甲類、乙類可燃氣體和甲B類P<10.0-29^t<40010II

可燃液體、乙A類可燃液體P<4.0t^40010II

毒性程度為中度、輕度危害介4.0WPV10.0t2400100II

質管道P<4.0t>4005III

SHC

乙B類、丙類可燃液體介質管P<10.0-29WtV4005

in

道

設計溫度低于-29℃的低溫管—t<-29100II

SHD

道

摘自《中國能源網(wǎng)》

官息資訊

我國標準化工作欲與國際接軌

國家標準委主任劉平均日前提出標準差距。我國“十一五”末將實現(xiàn)國家標準的

化自主創(chuàng)新舉措，計劃用10年左右的時間標齡控制在5年以內(nèi)，總體水平提升到中等

跨越我國與發(fā)達國家標準化工作約30年的發(fā)達國家標準水平。

5

據(jù)悉，在今年下達12000項國家標準術融入行業(yè)標準、協(xié)會標準或企業(yè)聯(lián)盟標準

計劃的基礎上，國家將按照“十一五”前3中，確保標準與知識產(chǎn)權的有機結合。

年每年新下達8000項的幅度，爭取用3年今后我國將積極推進以國家標準、企

時間解決我國標準老化問題。鼓勵企業(yè)、行業(yè)標準為主體，以行業(yè)標準、團體標準、地

業(yè)、科研院所提出具有自主創(chuàng)新科研含量的方標準為補充，重點突出、結構合理、適應

標準項目，解決我國在標準的前瞻性以及國社會主義市場經(jīng)濟發(fā)展要求的新型國家標

際標準的跟蹤等方面存在的不足，以科研帶準體系的建設，參照國際標準化組織及發(fā)達

動標準化工作的跨越式發(fā)展。國家標準化技術委員會的專業(yè)設置，與國際

為此，我國除了將形成以企業(yè)為主體接軌。

參與國際標準和國家標準制修訂的新機制，2010年，相關聯(lián)的國際標準采標率由

以龍頭企業(yè)專家為主體參與國際、國內(nèi)標準目前的44增加到85,標準修訂由2000項/

化技術委員會、分技術委員會和工作組的新年增加到6000項/年，標準制訂周期由4.5

機制外，將成立由11位院士及相關專家組年縮短到2年，標齡由10.2年縮短到5年

成的中國標準化專家委員會，提高我國標準以內(nèi)。

化工作決策水平，并將設立標準化創(chuàng)新貢獻爭取到2015年實現(xiàn)標準總體水平達

獎。到國際先進水平，我國自主創(chuàng)新技術的標準

此外，國家將改變現(xiàn)行企業(yè)標準備案達到5000項，以我國標準為主制定的國際

制度，重點對涉及人身健康安全的企業(yè)標準標準和重點參與制定國際標準達2000項，

實行責任制審查備案制度，確立團體標準的相關聯(lián)的國際標準采標率達90以上。

法律地位，鼓勵和支持企業(yè)將自主創(chuàng)新的技摘自《中國氣體》

上海地下管網(wǎng)日均消化470萬噸污水

隱蔽地下管網(wǎng)每天在消化上海的生活竹園等污水處理廠處理。大量原木直接排入

污水。上海排水行業(yè)協(xié)會介紹了生活污水的蘇州河的生活污水和工業(yè)廢水被送至污水

處理流程，據(jù)了解，市民家中的污水經(jīng)墻外處理廠，經(jīng)過除磷、脫氮和消毒處理，達到

立管流向小區(qū)污水管，從小區(qū)“出門”后，國家標準后排放。過去，市郊“污水直接下

接入市政污水管，然后按區(qū)域匯聚到全市各河”的現(xiàn)象十分普遍，近3年來，上海已陸

污水處理廠，經(jīng)處理后達標排放。目前，上續(xù)建成一批郊區(qū)污水處理廠和泵站，逐步推

?！翱椌汀庇?000公里地下污水處理管網(wǎng)，進了污水收集管網(wǎng)的建設步伐，郊區(qū)污水處

處理和消化每天排放的約470萬噸污水。理率逐年提高。到2008年底，上海將基本

上海污水管網(wǎng)大規(guī)模建設，始于蘇州河實現(xiàn)中心城區(qū)污水收集管網(wǎng)全覆蓋，郊區(qū)污

綜合整治工程實施。經(jīng)過蘇州河一期、二期、水治理設施覆蓋率將達90%左右,全市城鎮(zhèn)

三期綜合整治工程的滾動實施，大量的市區(qū)污水處理率達到75%。

污水被截污納管，集中至石洞口、白龍港、摘自《中國管道商務網(wǎng)》

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中國東北天然氣管網(wǎng)建設啟動

中國大慶至哈爾濱天然氣管道工程的18億立方米。除了能滿足大慶油田及油田

全面開工標志著中國東北天然氣管網(wǎng)建設周邊地區(qū)現(xiàn)有用戶用氣外，還有大量剩余。

啟動。東北天然氣管網(wǎng)建成后會很大程度上消化

據(jù)大慶油田有限責任公司大慶至哈爾大慶油田的富余天然氣。

濱天然氣管道工程項目經(jīng)理部經(jīng)理李立眾據(jù)了解，東北天然氣管網(wǎng)建設項目，將

介紹，此次開工建設的大慶至哈爾濱天然氣覆蓋大慶、齊齊哈爾、哈爾濱、長春、沈陽、

管道工程是東北天然氣管網(wǎng)建設項目的啟大連等東北主要城市，隨后延伸至北京。管

動性工程，線路全長約78公里，設計輸氣網(wǎng)建成后，可使天然氣這種環(huán)保高效的新型

量每年50億立方米，工程起點位于大慶深能源為建設東北老工業(yè)基地服務，并將有力

層氣田區(qū)域東部，終點位于哈爾濱市雙城促進中國“北氣南下”戰(zhàn)略。

市，管道沿線將穿過松花江、京哈鐵路、京業(yè)內(nèi)人士介紹，為滿足能源結構的優(yōu)化

哈高速公路。2007年10月竣工后，該調(diào)整和天然氣消費快速增長的需要，中國正

管道除了可以向哈爾濱市燃氣用戶供氣外，加快構建覆蓋全國的天然氣基干管網(wǎng)，把各

還將輸氣至東北天然氣管網(wǎng)中的哈爾濱至區(qū)域性管網(wǎng)連接起來，形成產(chǎn)、運、儲、配、

北京主干管道，實現(xiàn)“北氣南下二銷五位一體，橫穿西東、縱貫南北的天然氣

截至去年年底，大慶油田已探明深層氣輸送網(wǎng)絡。

地質儲量為1018億立方米，產(chǎn)能為每年摘自《中國管道商務網(wǎng)》

我國擁有自主知識產(chǎn)權石油管生產(chǎn)線投產(chǎn)

10月20日，在美麗的無錫，隨著中我國耐高溫高壓、抗腐蝕等高端不銹鋼鉆桿

國工程院院士李鶴林、殷國茂，以及馬來西主要依靠進口的歷史，還將為長期以來外國

亞國際貿(mào)易與工業(yè)部部長拿督里斯?拉菲在國內(nèi)該領域的壟斷畫上一個句號，標志著

達?阿齊茲等中外嘉賓和西姆萊斯總經(jīng)理樸中國人不但有制造優(yōu)質鋼管的能力，也具備

龍華等一起轉動閥門，中國人運用自己智慧建造世界?流重大裝備的能力。

設計制造的我國第一套“250限動芯棒無石油專用管制造企業(yè)西姆萊斯，主導產(chǎn)

縫鋼管連軋機組”啟動，我國第一條擁有完品為多種鋼級、多種螺紋類型的油管利套

全自主知識產(chǎn)權的石油管生產(chǎn)線在無錫西管，廣泛應用于中國石油、中國石化和延長

姆萊斯石油專用管制造有限公司宣告投產(chǎn)。油田等國內(nèi)主要的油田，并大量出口到美

近些年來，隨著地質條件越來越復雜，國、加拿大及中亞、中東等近30個國家和

油田勘探開發(fā)難度增大，具有超高強度、耐地區(qū)。

腐蝕等特殊功能的高端鉆桿的需求越來越新投產(chǎn)的這條生產(chǎn)線長約600米，具

大，但中國具備此種生產(chǎn)能力的企業(yè)非常備年產(chǎn)50萬噸鋼管生產(chǎn)能力，是由我國專

少。這條生產(chǎn)線的建成和投產(chǎn)不僅有望改變業(yè)人員合作設計、制造、安裝的，目前可軋

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制直徑73一直徑340不同規(guī)格的油井管，寬的。

其產(chǎn)品覆蓋是全世界同類型所有機組中最摘自《中國石油報》

上海在大馬開辟新的天然氣供應源09年開始供應

據(jù)上海市液化天然氣有限責任公司透三百萬噸，工程總投資預計為七十億元人民

露，位于洋山港的上海液化天然氣項目一期幣，計劃2009年上半年開始供氣。

工程已獲國家發(fā)改委核準批復。這一項目在據(jù)悉，上海液化天然氣有限責任公司已

2009年建成后，每年可提供天然氣約40億與馬來西亞液化天然氣第三公司簽署了《液

立方米，成為上海繼“西氣東輸”工程和東化天然氣購銷合同》。合同約定，馬來西亞

海平湖油氣田之后的第三個天然氣供應源?將從2009年開始向上海供應液化天然氣，

該項目的天然氣將來自馬來西亞，建設數(shù)量從H0萬噸起逐年增加,2012年后保證

地點位于洋山港的中、西門堂島，由專用船每年供應300萬噸。按氣體體積估算，約合

碼頭、接收站和海底輸氣干線組成。項目分四十億立方米。

兩期建設，其中一期規(guī)模為每年進口天然氣摘自《中國管道商務網(wǎng)》

標準規(guī)范

塑料管道技術標準需規(guī)范

建設部組織編制的《建設事業(yè)“十一安裝方便、使用壽命長等優(yōu)點，被廣泛應用

五”重點推廣技術領域》中明確提出，在化在城市給排水、建筑給排水、供熱采暖、城

學建材技術中要重點推廣塑料管道技術。市燃氣供應、農(nóng)用排灌、化工用管以及電線

新年伊始，與塑料管道行業(yè)相關的兩條電纜套管等諸多領域。

信息引起業(yè)內(nèi)人士關注。一是由建設部組織目前，塑料管道在我國各類管道市場中

編制的《建設事業(yè)“十一五”重點推廣技術的占有率已經(jīng)達到50%以上，其生產(chǎn)能力在

領域》公布，其中明確提出，在化學建材技2004年達到350萬噸，并以15%的年增長率

術中要重點推廣塑料管道技術。二是7項塑增長。

料管材和管件新國家標準已經(jīng)實施，對需要塑料管道行業(yè)的迅速發(fā)展，得益于其原

推廣應用的新技術、限制或禁止使用的不適料供應商石化企業(yè)塑料管材專用料的開發(fā)。

用技術分別作出了規(guī)定。這兩條信息表明，近年來，中國石化下屬的燕山石化、齊魯石

我國塑料管道發(fā)展前景廣闊，但技術亟待規(guī)化、揚子石化、上海石化等企業(yè)不斷加大塑

范。料管材專用料生產(chǎn)的技術和經(jīng)濟投入，專用

塑料管道主要有聚氯乙烯(PVCU)管、聚料產(chǎn)量逐年增加。上海石化引進雙峰聚乙烯

乙烯(PE)管和聚丙烯(PP)管等。與傳統(tǒng)的金生產(chǎn)技術，促進了聚乙烯原料生產(chǎn)技術與國

屬管、水泥管相比，塑料管道具有重量輕、際先進技術接軌，對于滿足國內(nèi)對塑料管道

耐腐蝕、水流阻力小、綜合節(jié)能性好、運輸重要原料PE100逐年增長的需求起到了積

8

極作用。新的國家標準對塑料管材和管件的技術要

然而，在塑料管道業(yè)快速發(fā)展的背后，求進行了嚴格的規(guī)范。

也存在某些隱憂。面對這塊“大蛋糕”，眾為適應新的國家標準，需要塑料管材專

多企業(yè)無論大小都想從中分得一塊，似乎是用料生產(chǎn)廠家和科研部門密切合作，加強技

一夜之間，幾千家塑料管道企業(yè)都冒了出術創(chuàng)新，研究開發(fā)和生產(chǎn)更多更好的管道專

來，使得這一行業(yè)從技術競爭逐步轉向以價用料。對塑料管道生產(chǎn)企業(yè)來說，應在現(xiàn)有

格競爭為主的低層次的競爭。一些企業(yè)，在條件下對塑料管道生產(chǎn)的各種資源進行重

原材料上做文章，以次充好假冒偽劣產(chǎn)品時新整合和有效配置，改變企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、

有出現(xiàn)。工藝技術落后、產(chǎn)品檔次低、質量不穩(wěn)定的

塑料管道如果出現(xiàn)質量問題，危害嚴周面，同時還應加強檢測控制，以確保新的

重。塑料管道一般都是鋪設在建筑物內(nèi)或埋國家標準得到有效的貫徹實施。

在地下，一旦泄漏，一些易燃易爆的物體就摘自《中國管業(yè)網(wǎng)》

會噴涌而出，釀成可怕的事故。正因為如此,

學術論文

對熱網(wǎng)管道中溫度應力和位移的分析及對策

嘉興市特種設備檢測院沈美華

摘要：在熱網(wǎng)管道的建設和運行中，生，更有甚者造成管道嚴重變形損壞，影響

由于對溫度應力不夠重視，常常產(chǎn)生嚴重的整個系統(tǒng)的正常運行，因此，溫度應力對熱

后果。本文從基礎力學的角度出發(fā)，對溫度網(wǎng)管線的影響必須引起高度重視。

應力及位移的產(chǎn)生、大小作了分析，并提出1.問題的提出

了有效的補償方法。在熱網(wǎng)管線的建設中，必須考慮溫度

關鍵詞：熱網(wǎng)溫度應力位移產(chǎn)生變化引起的熱膨脹和冷收縮，常常選用不同

補償類型的補償器來消除或減少溫度應力的影

隨著社會化大生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對熱響。溫度應力會在軸向或橫向產(chǎn)生直線位

能的需求越來越大，各地的城市供熱管網(wǎng)系移，在空間或平面內(nèi)產(chǎn)生角位移。那么溫度

統(tǒng)及企業(yè)內(nèi)部的供熱管網(wǎng)的建設呈現(xiàn)出一應力和位移是怎么產(chǎn)生的，究竟有多大，又

派欣欣向榮的景象。在這些規(guī)模大小不一的如何來補償呢？在此著重來分析一下軸向

管網(wǎng)的建設中，從管道的設計、制造、安裝應力、位移的產(chǎn)生及補償。

到使用，基本符合相關規(guī)范標準的要求，但2.對溫度應力和位移的分析

也存在著一些問題。筆者在長期的管道檢驗眾所周知，溫度變化會引起物體的膨

中發(fā)現(xiàn)，由于對溫差應力的重視不夠，特別脹或收縮，使物體產(chǎn)生變形，由于變形受到

是企業(yè)內(nèi)部供熱管網(wǎng)系統(tǒng)，造成管道支座損約束而產(chǎn)生內(nèi)力。在供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中，假設

壞，連接件密封面變形泄漏的情況時有發(fā)熱源為高壓蒸汽鍋爐或導熱油爐，介質為高

9

溫蒸汽或導熱油，經(jīng)管道流至設備。管道由導向支座和滑動支座對軸向位移不產(chǎn)生大

各種支座支承，與鍋爐和設備相比，管道的的影響，僅考慮固定支座，整個系統(tǒng)簡化為

剛度很小，因此可以把鍋爐利設備看作兩個圖1的結構(AlB1為任意兩相鄰固定支座)。

固定端，而管道就是兩端固定的桿件，由于

圖1管道系統(tǒng)簡化圖

取AlB1段分析，簡化成圖2結構:右端作用力RB1,由虎克定律，桿件因RB1

而產(chǎn)生的縮短量為

Al=—(3)

EA

E一材料的彈性模量，A—材料的橫截

面面積

由于桿件兩端固定，長度不能變化，

必須有

Alt=Al

即aAt1=—(4)

EA

圖2兩相鄰固定支座間管段分析圖

得RBI=EAaAt

當管道中高溫介質蒸汽或導熱油通過

時，就相當于上述圖2兩端固定桿AlB1的

桿件中應力是a=—=EaAt

溫度發(fā)生了變化。由于固定端限制桿件的膨A

碳鋼的a=12.5X10-61/℃,E=200

脹或收縮，必有約束反力RA1和RB1作用于

GN/m2

兩端，并在桿件AB內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應力。對上述

故t=12.5X10-6X200X103At=

兩端固定的AlB1桿來說，由靜平衡條件得

2.5AtMN/m2

出

若桿件的溫差At=300℃

RAI=RBI(1)

則有。t=2.5X300=750Mpa

由(1)不能得出反力的大小，因此必

可見桿件中的溫度應力是相當可觀

須考慮變形諧調(diào)條件，假設拆除右端支座

的。根據(jù)GB150T998表4-3,符合GB8163

B1,允許桿件自由脹縮，當溫度變化為At

標準的20鋼在常溫時的許用應力為

時，桿件的溫度變形量為

130Mpa,300℃的溫差產(chǎn)生的溫差應力已接

△lt=aAt1(2)

近常溫時許用應力的6倍,如溫差增大,溫差

(2)式中a為材料的線膨脹系數(shù)，假如在

10

應力將更大。補償器的種類比較多，按其結構可分

對碳鋼桿件，如果兩固定支座間距為波紋膨脹節(jié)、填料式補償器、球形補償器、

l=150m,則有n型或Q型膨脹彎管等；按其功能來分，主

Alt=aAt1=12.5X10-6X300X要有軸向或橫向直線位移補償器及空間或

150=0.56m=56cm平面角位移補償器。目前應用最廣的是波紋

也就是說，間距為150米的兩固定支座膨脹節(jié)及n型或。膨脹彎管。一般來說，用

間的桿件,若溫差達到300℃,其伸縮位移量于吸收管線軸向位移，可選用直管壓力平衡

可達56cm。不銹鋼的線膨脹系數(shù)更大，在相式補償器：用于吸收管系橫向位移，可選用

同的溫差下，伸縮量將更大。如果在兩固定大拉桿補償器，特別在含“Z”形或“L”形

支座間不設置補償器，補償溫差應力的影響,管段的管線中，大拉桿補償器設置在“Z”

那么桿件為了釋放強大的內(nèi)應力，必然會產(chǎn)形或“L”形的短臂上，效果非常好；用于

生向支座兩端伸縮的趨勢,結果是損壞固定吸收任意平面內(nèi)的空間管系的角位移，選用

支座或使聯(lián)接件密封面變形而造成泄漏；如萬向角補償器；用于吸收平面管系的角位

果固定支座的剛度和強度足夠大,那么桿件移，則選用角向補償器即可；對于低壓架空

（管道）會用自身的變形來諧調(diào)釋放內(nèi)部應的管線及企業(yè)內(nèi)部的供熱管線，可采用通用

力，這樣造成桿件（管道）的嚴重變形損壞。型波紋膨脹節(jié)、n型或Q型膨脹彎管及L型

由于很多管線不在一條直線或一個平自然補償。當然，在熱網(wǎng)管系中，為了全面

面內(nèi)，溫差除了產(chǎn)生軸向位移，還會產(chǎn)生橫吸收各種溫度位移，常組合使用各種補償

向位移和空間的角位移。器。如在n型膨脹彎管的兩平行臂上安裝大

3.對策拉桿補償器，在"Z”形或“L”形較多的管

在供熱管網(wǎng)的設計安裝中，可選用合系中還需安裝角向補償器，充分發(fā)揮不同結

適的補償器、選擇合適的預緊（拉）量，來構的補償器的作用，達到最大限度補償應力

補償因熱脹冷縮產(chǎn)生的各種位移，避免因溫位移的目的。

差應力而造成各種事故。

技術論壇

供熱管道一次性補償器斷裂原因分析

直埋供熱管道技術的發(fā)展和完善對我新注水時.，發(fā)現(xiàn)一次性補償器斷裂，造成大

國供熱工程的進步起到了積極的推動作用，量的水外流。本文采用有限元法，對熱補償

直埋供熱管道的推廣應用可節(jié)約投資，降低器在實際應用中的降溫過程進行準確的模

能耗。由于城市供熱管網(wǎng)敷設管線較長，對擬仿真，從而找出供熱管道斷裂的原因。

于熱水管網(wǎng)，一般每米熱伸長量在1mm左右,1補償器的材料及與供熱管道連接

要求管網(wǎng)敷設中每隔一定距離連接一個補補償器中的波紋軟管材料為18-8不銹

償器。敷設的供熱管道在第二年準備供熱重鋼，其它為Q235鋼。Q235鋼的泊松比為

II

0.25；比熱容為502J/℃；熱傳導系數(shù)為10W/（m.K）；不同溫度下的彈性模量見表1

表1Q235釗在不同溫度下的彈性模量（X105MPa）

項目20℃30℃40℃50℃60℃70℃

Ex>Ey、Ez2.062.0522.0452.0372.032.022

一次性補償器在工作過程中，首先補償知道，在加強板以及與其連接的區(qū)域溫度最

器的兩端與供熱管道焊接，熱水從補償器中高可以達到48.442°C,在加強板與熱補償器

的波紋軟管中流過，按供熱管道施工設計要連接的區(qū)域溫度也很高（46.769℃）,整個

求，當管道中的水溫達到70'C時，由于熱的補償器的溫度均在43.424℃以上，而在供熱

作用，管道開始膨脹，波紋軟管被壓縮，管管道的其他區(qū)域溫度在40.915℃左右，旦隨

道伸長達到設計長度，將補償器的插入式套著與熱補償器的距離增加而降低。所以熱補

筒焊接起來，因是一次性補償器，它只在供償器上的溫度比供熱管道的其它區(qū)域溫度

熱管道敷設過程中起補償作用，一旦補償器高8℃。熱補償器以及供熱管道的溫度影響

的插入式套筒焊接起來，它相當于供熱管道著它們的位移，隨著溫度的升高，補償器會

的一部分，在供熱管道運行中不再起補償作膨脹，當溫度降低時必然要受到一個拉應力

用。的作用，影響補償器的工作，使其發(fā)生斷裂

2熱補償器的建模的可能性。

通過對熱補償器的工作狀態(tài)分析可知，此外，端蓋與端管相連接的角焊縫區(qū)

當供水水溫達70C時,將補償器的外套筒焊域，等效應力最大達到了250MPa,存在應力

接起來，供暖水溫逐漸達到最高供熱溫度集中。而在熱補償器及加強板中的等效應力

110℃?第二年3月停止供熱時，開始冷卻，并不是很大，熱補償器中等效應力為30MPa,

冷卻到室溫10℃左右。在溫度大于70℃時加強板中為253MPa,在整個管道上,這兩

補償器的工作狀態(tài)受壓，補償器的工作狀態(tài)部分的應力較供熱管道要小，供熱管道區(qū)域

穩(wěn)定，停止供熱冷卻時，在溫度小于70℃時的等效應力為57.4MPa。以上情況說明在熱

補償器的工作狀態(tài)受拉，在拉應力的作用下補償器工作狀態(tài)下，補償器與管道的連接處

造成外套筒端蓋與端管的角焊縫處產(chǎn)生裂等效應力最大，而且超過了材料本身的屈服

縫。強度及許用應力值，加大了斷裂的可能性。

3結果分析摘自《壓力容器》

通過對熱補償器的建模和仿真，可以

LNG的應用與氣化站設計的探討

?、我國LNG應用的現(xiàn)狀①LNG的生產(chǎn)

為了改變能源結構，改善生態(tài)環(huán)境狀20世紀90年代初，中國科學院等單位

態(tài)，發(fā)展西部經(jīng)濟，我國政府十分重視對西先后為四川和吉林石化企業(yè)建成了2座

部天然氣的開發(fā)和利用。近幾年，天然氣的LNG中試裝置，生產(chǎn)LNG的能力分別為0.3

液化和儲運方面發(fā)展迅速。m3/h和0.5m3/h。20世紀90年代中期，

12

長慶石油勘探局在陜北建立1座示范性口LNG量為250x104t/a?長江三角洲的

LNG工廠。20世紀90年代末，上海浦東建第3個終端站目前也已在計劃建設中。

造了1座天然氣液化工廠，主要作調(diào)峰備用③LNG的運輸

氣源。該裝置是由德國燃氣公司提供的工藝我國現(xiàn)已研制開發(fā)了LNG運輸汽車槽

設計、設備供給及技術服務。2001年H月，車、LNG鐵路和海運罐式集裝箱，并已著

中原石油勘探局為了將天然氣資源用于城手建造LNG運輸船。

市燃氣和汽車代用燃料，在河南省濮陽市建④LNG的供應市場

造了1座生產(chǎn)LNG的裝置，用LNG汽車槽由于國內(nèi)已建成多個LNG工廠，提供

車向山東、河南和江蘇等地供氣。2003年末,了充足的氣源保證。因此，在山東、江蘇、

新疆廣匯集團在吐哈油田建設了1座LNG河南、湖南、浙江、廣東和福建等地的一些

工廠，通過槽車把氣運往各地。中心城鎮(zhèn)已建立了數(shù)座LNG氣化站，向城

②LNG的接收終端鎮(zhèn)居民或工業(yè)企業(yè)提供天然氣。另外，為了

為了滿足日益增長的能源需求，我國計降低燃油汽車尾氣排放帶來的城市大氣污

劃從國外進口天然氣。廣東深圳建造的我國染，國家正積極推動LNG汽車及加氣站的

第1座LNG接收終端站，在2006年建成。研究開發(fā)工作。目前在北京、上海等地已進

從澳大利亞年進口LNG,主要用于民用、入到示范性試驗階段。因此，我國LNG市

工業(yè)和發(fā)電。在福建的湄洲灣籌建第2個場的前景是十分廣闊的。

LNG終端站，氣源來自印度尼西亞，年進二、LNG的主要特性參數(shù)

表1LNG的組成

組分C4H8等炫類

CH4C2H6c3H8N2C02

體積分數(shù)％93.634.101.201.000.060.01

表2LNG的主要特性參數(shù)

液態(tài)密度(T62，C)/(kg/m3)447

氣態(tài)密度/(kg/n?)0.7729

沸點(常壓)/℃-162

凝固點(常壓)/℃-184

燃點/℃650

爆炸極值/%5?15

氣化潛熱/(kJ/kg)522

低熱值/(kJm3)37681

高熱值/(kJn?)49355

臨界溫度/℃-80

臨界壓力/MPa4.58

三、LNG氣化站的主要設備儲罐容積根據(jù)用氣量、儲存天數(shù)、運輸

LNG氣化站的主要設備有儲罐、氣化距離和運輸工具等因素確定。儲罐主要分金

器和增壓器等。屬儲罐和鋼筋混凝土儲罐2類。

3.1儲罐目前我國現(xiàn)有LNG氣化站常用的儲罐

13

為立式LNG儲罐，儲罐的隔熱方式有真空罐內(nèi)筒及管道的材質0Crl8Ni9奧氏體不銹

粉末隔熱、正壓堆積隔熱和高真空多層隔熱鋼，外筒選用優(yōu)質碳素鋼16MnR壓力容器

3種類型?，F(xiàn)在國內(nèi)大多采用50n?和100m3用鋼板，內(nèi)筒內(nèi)直徑為3000mm,外筒內(nèi)

的圓筒型雙金屬真空粉末隔熱型儲罐，LNG直徑為3450mm,夾層填充珠光砂井抽真空。

日蒸發(fā)率一般小于等于總儲量的0.3%。儲100n?儲罐技術特性參數(shù)見表3。

表3-1儲罐技術特性參數(shù)

項目內(nèi)筒外筒

容器類別