配管设计简单应力管线的柔性分析崔厚超股文杰齐彬(杰瑞（天津)石油工程技术有限公司，天津300040)
摘要：在当今社会中，进行化工装置压力管道工程施工建设的过程中，管道机械设计一直都是非常关键的部分，并且管道机械设计也是确保整个工程能够顺利完成的前提条件。在进行配管设计的过程中，应确保管道材料具有非常好的柔性，这样才能够提高管道的适用性，按照实际需求对管道的位置进行改变，进而提高管道的设计质量和安装效率，而且还能够在很大程度上节省资金的投入。在配管设计的时候，能够对管道本身的曲特性对热胀冷缩进行自补偿，提高管道柔性。本篇文章主要针对配管设计简单应力管线的柔性进行分析，并加以阐述。
关键调：配管设计；简单应力管线；柔性；分析
随着社会的不断发展进步，人们对于压力管道的安全性也逐渐引起重视，在进行管道工程设计的过程中，包括管线的分布设计、管道材料选用和管道机械设计。在管道机械设计中又包括对管道进行柔性、应力分析等等。在配管设计简单应力管线进行应力分析的时候，大多数都是使用CAESER软件进行的，这样就能够有效预防管线因为遭遇热胀冷缩或发生位移等情况导致管线损坏或者管线不能够配合相关设备的良好使用。针对配管设计简单应力管线的柔性进行选择的时候，可以再最开始对管道的柔性进行提升，这样就能够提高管道在进行
实际设计的过程中具有更好的柔性。 1简单配管的应力分析及优化 1.1简单管系的受力情况
图1位碳钢蒸汽管道示意图，其直径为DN200mm，壁厚为 SCH40(219mm×8mm），管道的材料为碳钢，其主要是通过表压 2.0MPa.300℃的过热蒸汽管道。
图！碳钢蒸汽管道示意
将B端的固定拆除，膨胀量△X=AX=α(T-T。)L,通过对相关资料的查阅可知，碳钢材料管道的膨胀系数α=12.9x10*/℃，T 是热态下的温度，T是常温，其值取20℃，L是30米，则为30000 毫米，由此得到AX等于108毫米。这就说明，在将B端的固定拆除的话，管道就会伸长108毫米，这个值是比较大的。之后将伸长量带入管道受力计算的公式之中能够得到管道对B端的推力大约为350t，这个值也非常大。这两个数据能够为管线设计
提供重要的参考，进而对管道设计进行优化。 1.2简单管系的分析
对于能够使用ANSI简单判断法的管道来说，其计算非常方便，但这个方法不能够对管线的应力、边界反作用力以及位移进行推算。一般情况下，想要良好的解决管道热应力，就应该加设型进行优化处理，就是说提高L-U的数值。图2就是针对图1加设的型弯，其全部数据与图1相同。
在图2(a)中的管道的总长度L为42米，其位移量Y为 VAX=△X=α(T-T。)LX=108毫米。根据上文中的计算公式(1) 进行计算可知，DY/(L-U)"=164，得到的结果小于相关标准数
万方数据
设备管理
值的208.3。因此，在对碳钢蒸汽管道加设誉型弯之后是不需要对固定点之间的管道进行应力分析计算的。将A点和B点之间的间距增大至60米、80米、100米，如果想要保证DY/(L-U)"的数值小于等于208.3的话，就应该对L的取值进行增大，进而提高管道的柔性，具体如图2(b)所示。
(a)
(b)
图2“#"型考碳朗蒸汽管道
1.3简单管系的优化
图3中为碳钢蒸汽管道的示意图，其直径为DN200mm，整厚为SCH40（219mm×8mm），材质为20G碳钢，通过表压 2.0MPa、300℃的过热蒸汽管道。
人
图3碳钢蒸汽管系示意
管道的.总膨账量△X等于α(T-T)L=86.7mm;△Y等于α(T-T。)La=21.7mm；通过这两个数据就能够对管道的总位移量进行计算，Y等于VAY*+AY=89.4mm；管道的总长度L为30米， U等于24+6°=24.7米。则DY/(L-U)"=697，这个数值远大于208.3。所以，这个管道必须要进行更加深入的应力分析，并应在配管设计中对管道的走线进行优化设计，进而提升管道的整体柔性。按照ANSI简单判断法中的内容，能够利用提高计算公式中的分母对比值进行减小，就是说两点之间的间距保持
不变，提高管道展开长度，就是提高L的数值。 2结语
综上所述，我们能够了解到，在进行配管设计的过程中，能够使用ANSI简单判断方法对管道的应力进行分析，并根据得到的结果制定优化措施。针对符合应用条件的管线来说，使用这个方法能够提高管道柔性分析的效率和质量。但是，在具体施工时对管道柔性进行分析必须要将全部管线作为一个整体分析，对其中存在的全部应力进行思考，进而对配管设计进行科学合理的优化，这样才能够有效提高压力管道的整体安全性和质量，进而确保不会应为压力管道的问题影响国民经济的增长和社会的发展进步。
2016年11月
日化置197