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化工机械
2015年
ASMEB31.3与空分装置冷箱内管道应力分析
李超彭喜魁刘洪仁（开封空分集团有限公司设计研究院）
摘要通过对ASMEB31.3-2012版本与早期版本的对比，解释说明了标准中管道一次应力计算方法的变化、一次应力计算过程中应力增大系数的确定、应力计算过程中对管厚度负偏差的考虑和标准对材料的许用位移应力的特珠规定，从而对采用CAESARⅡ软件利用B31.3标准进行管返应力分析评定
的过程提出需要注意的地方，使空分冷箱内管道设计更加安全合理。关键调空分装置ASMEB31.3应力分析CAESARIⅡI
中图分类号TQ051.8
文献标识码A
ASMEB31.3作为管道设计的权威规范，其对管道设计过程中的各项规定已经得到世界行业内用户的广泛认可。CAESARⅡ是一款通用的管道应力分析专业软件，其遵循的标准包括ASME B31.3、B31.1以及BS806等。B31.3标准每两年修订一次，最新版本为B31.3-2012，新版标准与 B31.3-2010之前的版本相比有较大变化，这些变化直接影响了采用CAESARⅡI进行管道应力分析评定的工作。
1ASMEB31.3标准中管道一次应力计算公式的变化
关于管道一次应力S，的计算是否包括扭矩引起的扭转切应力，业内一直有不同的看法，而 ASMEB31.3标准在2010版本之前并未给予明确的信息。在早期，B31.3章节委员会已将S，给出解释为包括由轴向载荷和弯矩引起的应力[1]。在B31.3-2010版本之前扭矩并未提及，通常S, 的计算表达式为：
S, = F.r/A_ + [(I,M,)" + (I,M,)*]1//Z + Pd,/4t 从材料力学的强度理论可知，最大切应力理
论较符合材料发生屈服破坏的情况。早期的 B31.3版本还给出了一个包括扭矩载荷可替代计算S,的规范案例一—CASE178，在这个案例中， S,的计算表达式为：
S, = (1S,I +S,)" + (2S,)
·李万方数据
文章编号0254-6094(2015)03-0308-03
其中,S。=F./A,,S,=(I,M,)"+(I,M)") Z,S, =I,M,/2Z(23c)。
从2010年6月25日开始，B31.3-CASE178 已经废除，原因在B31.3-2010版本中解释为规范案例已经被包含在规范条文之中。在2010版的 B31.3中新增了条文“320.ANALYSISOFSUS-TAINED LOADS",在"320.2 Stress Due to Sus-tainedLoads”节中，明确指出了S，的计算表达式，与早期B31.3版本中CASE178对S,的计算方法相同。
对于采用CAESARⅡ软件进行管道应力分析计算的单位来说，如果按照B31.3标准来进行应力校核，还需要根据CAESARⅡ的软件版本来进行静态配置的设置。对于某些CAESARIⅡI版本（例如5.0等）来说，计算一次持续纵向应力时系统默认是不考虑扭矩因素的，此时应该在静态配置页将“AddTorsioninSLStress”项设置为"YES”，或者将"ImplementB31.3Code Case 178"选项选中，从而在S，的计算过程中将扭矩因素考虑进去。
2ASMEB31.3对计算一次应力S,时应力增大系数的考虑
根据材料力学的理论可知，对于塑性材料制
成的构件，由于局部结构不连续产生的应力集中
超，男，1985年12月生，助理工程师。河南省开封市，475002。