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LNG船卸货管道应力分析计算

发布时间:2020-01-20 21:48

一、接受管道应力分析三维立体图
针对需要进行详细应力分析的管道,汇集成需要进行详细应力分析的重要管道表,由配管工程师经过初步的布置规划,绘制成管道应力分析三维立体图,提交于管道应力分析工程师,进行分析计算。
(一)管道应力分析三维立体图包含的内容
1)管道号、管道材料等级、管道类别、管道材质;2)管道走向、尺寸、标高、管内介质流向;3)管径、壁厚、不锈钢弯头的曲率半径;4)设置支吊架的位置及支吊架形式;5)阀门、法兰等刚性元件的重量、保温层的厚度和密度,以及其他几种或均布荷载条件;6)管道计算温度、计算压力和管内介质密度;7)管道服役寿命内所要经历的正常工况及可能经历的特殊工况;8)管道端点约束条件或附加位移、管道所连接的设备等。
(二)应考虑端点附加位移的情况
与下列机器、设备连接的管道应考虑端点附加位移:1)静设备热胀冷缩时对连接管道施加的附加位移;2)转动机器热胀冷缩在连接管口处产生的附加位移;3)加热炉管对加热炉进出口管道施加的附加位移;4)储罐等设备基础沉降在连接管口处产生的附加位移;5)不和主管一起分析的支管,应将分支点处主管的位移作为支管端点的附加位移。
二、对管系进行分析计算
因为目前管道应力分析软件所采用数值分析方法均为有限元法,所以分析计算时,首先要将管系通过节点合理的划分为有限个单元,建立管系的计算模型。建立计算模型时,在下列各处应当设置节点:
1)管道端点;2)管道约束点、支吊点和给定位移处;3)管道方向改变点货分支点;4)管径、壁厚变化点;5)管道保温材料或厚度的变化点;6)管道外力荷载变化出;7)不锈钢管件管道材料改变处(包括刚度的改变,如刚性元件等);8)需要查看分析计算结果处;9)动力分析增设节点。
有限元计算模型建立完成并确认正确无误后,便可进行初次计算,可以选用软件默认的计算工况,也可以根据需要自主设置分析工况。对于初步的计算结果,一般查看一下内容:
1)查看一次应力和二次应力的校核结果;2)查看安装状态和操作状态的位移;3)查看连接设备或机器受力;4)查看支吊架受力;5)查看弹簧计算表。
大多数情况下,不可能由计算程序计算一次便得到满意的结果,因此需要对计算模型进行反复修改.直至计算结果满足标准规范的要求。如须对管道布置及支吊架进行必要的修改,应力工程师应与配管工程帅紧密配合共同商讨,得到满意的修改方案。
计算结果不满足要求时,通常存在以下问题:
1)一次应力超标:缺少支吊架;2)二次应力超标:管道柔性不够或三通须加强;3)冷态位移过大:缺少支吊架;4)热态水平位移过大:缺少固定点或二形弯、管托应加长;5)连接机器或设备受力过大:管道柔性不够、支吊架设置不合理;6)固定支架、限位支架水平受力过大:固定点、限位点位置选择不当或管道柔性不够;7)计算工况组合不当:人为调整。
三、编制计算书、向相关专业提交分析计算结果
在分析计算结果满足标准规范的要求后,应力分析工程师应编制计算书,并向相关专业提交分析计算结果。计算书一般包括的内容如下:1)分析计算的主要输入数据;2)管道一次应力的校核结果;3)管道二次应力的校核结果;4)管道端点和各约束点、与机器设备的连接点、固定点、支吊点、限位及导向点和固定位移点处的安装状态和操作状态的受力;5)各节点处安装状态和操作状态的位移;6)弹簧支吊架和膨胀节的型号等有关信息;7)连接设备或机器的受力校核结果。

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