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当代化工研究
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综述与专论
2016-05
长输天然气压气站进出站管道应力分析
〇刘小兵汪益宁吴晗肖伟
（振华石油控股有限公司北京100031）
摘要：本文以某长输天然气管道压气站的设计为例，简单介绍其进出站管线应力分析的方法，步象、原理，根据管道参数及相应设计基础数据，以BS分输压气站为例进行逐出站管线在多种载荷情况下的应力分析，验证进出站管线走向和安装结构合理性，并根据应力计算结累提出合理建议
关键词：分输压气站；应力；分析
中图分类号：T
文献标识码：A
Outofthestationandpipelinestress analysis of longdistancenaturalgas station
Liu Xiaobing, Wang Yining, Wu Han, Xiao Wei(Zhenhua Oil Holding Co. Ltd. Beijing, 100031)
Abstract:In rhis paper; a long distance nafural gas pipeline compnexsor startion design, for example, a brief introduction of its impor and station pipeline stress analysis merhod, zhe step, principle, acconding to the pipeline and corresponding design parameters based on rhe data, to BS branch pipeline compressor station as an erample to carry out import and station pipeline rnder variotes load conditions of stres analysis and verification of imporf and stazion pipeline frends and motnting strctire of rationality, and accordling to the stress calcularion resulr to pier forward reasonable suggestions.
Keywords: analysis ofcompressorstation; stress; pipeline
一、应力分析简述
1.分析目的
对各压气站进出站管线在多种载荷情况下的受力进行分析，以验证进出站管线走向和安装结构合理性，并且提出进出站固定墩设置与否的建议。
2.分析方法
首先通过对已往相似工程的管线布置经验初步判断本工程进出站管线布置是否合理；对安全性不确定管线布置方案提出计算要求。然后利用“CAESARII”软件对进出站管线系统的应力情况进行分析计算，通过模拟计算判断管道系统的载荷以及应力情况。本项目在初步设计阶段仅对各压气站的进出站管道进行建模和详细分析，确定各种补偿形式和各种载荷下的应力状况。
3.分析步骤
分析过程根据下面的步骤进行
(1)建立管道系统模型，利用CAESARII应力分析软件建立模型。
(2)对管道模型进行运算，判断管道应力和位移是否满足工程需要和规范要求。
(3)如果满足工程需要和规范要求，结束计算，如果不
满足，判断是否可以通过改变管道约束来满足工程需要和规范要求；如果仍旧不满足，则通过修改设计方案，改变管道的布置，重新对管道建模进行分析直至满足条件。
(4)通过校对及审核，得出管道应力分析结果。 4.分析原理
析。站场内管线采用ASME/ANSIB31.3标准评定，站场外管线采用ASME/ANSIB31.8标准要求计算、检查持续工况和热膨胀工况和操作工况。
对于受约束管道
方方数据
(1)持续工况（SUS）和操作工况（OPE）的应力计算和评定公式如下：
S,=S,+S,+S S,<0.9ST
式中：S,-轴向应力：
S.-内压产生的轴向应力
S-除内压和温度外产生的轴向应力
S-由于重力和其它外部载荷引起的弯曲应力； S-管道材料的最小屈服强度；
T-温度折减系数。对于不受约束管道
(2)持续工况（SUS）的应力计算和评定公式如下：
S,=S,+S,+S S,<0.75ST
式中：S-轴向应力：
S.-内压产生的轴向应力：
S-除内压和温度外产生的轴向应力
S。-由于重力和其它外部载荷引起的弯曲应力：
S-管道材料的最小屈服强度； T-温度折减系数。
(3)膨胀工况（EXP）的应力计算和评定公式如下
S,=f[1.25(S+S_)S,]
S. 式中：S-由于温度、周期变化的位移等引起的应力范围；
S。-允许的循环应力范围：
S。-管道材料的冷态许用应力： S.-管道材料的热态许用应力： S.-轴向应力：
f-应力循环系数。