SLDI 333C06-2001 管道跨距規定——蘭州設計院標準

helloshigy

目    錄

1.  總 則

2.  管道基本跨距的確定

3.  管道允許最大跨距的確定

4.  管道最大導向間距的確定

5.  典型管段的管架配置方案及其允許最大跨距

1 總  則

1.1 本規定適用于石油化工生產及其附屬裝置中溫度不超過400℃的各種保溫及不保溫液體和氣體管道的跨距及支承系統設計。
1.2 本規定規定了管道允許最大跨距和最大導向間距的確定原則和方法，并給出16種典型管段的管架配置方案供設計參考。
1.3 配管設計中，可先根據管道的設計條件按本規定中規定的計算方法或圖表，求出基本跨距，然后按各種管段的配置形式和載荷條件確定其相應的允許最大跨距和最大導向間距，以此作為配置管架的基本條件。
1.4 配置管架除應滿足本規定所規定之允許最大跨距和最大導向間距外，還需注意以下問題：
1.4.1管架應盡量設置在直管段部分，避免在小半徑彎頭、支管連接點等局部應力較高的部位設置支承點，以防管系中局部應力過載；
1.4.2 剛性支吊架應設在沿支承方向上管道位移為零或要求為零的位置上；
1.4.3 支吊架應盡可能靠近閥門、法蘭及重管件，但不要對它們作直接支承，以免因局部載荷作用引起連接面泄露，或閥體因受力變形導致閥瓣卡住，關閉不嚴等不良后果；
1.4.4 導向架不宜過分靠近彎頭和支管連接部位，否則可能額外地增加管系應力和支承系統的載荷；
1.4.5 對因清理、維修等要求而需經常拆卸的管段，不宜設置永久性管架。
1.5 本規定主要根據管系靜態一次應力條件制定，對需考慮熱應力和振動問題的管道，應按設計規定另作相應的熱應力和動態分析核算，并根據分析結果調整管架位置。
1.6 為使管道支承系統的設計更加合理，對比較復雜的管系宜按以下步驟配置管架：
第一步 根據配管要求和初步應力分析劃分管段，并確定端部固定架和必不可少的導向架位置；
第二步 分析管段的載荷條件及支承要求，對各集中載荷點及支承連接點等重要部位配置管架；
第三步 按本規定中所規定的允許最大跨距和最大導向間距配置其余各中間管架；
    第四步對需要進行熱應力和動態分析的管段，應按相應規定作必要的核算，并根據分析結果對管架位置作適當的調整；
    第五步校對有關構筑物的位置及其承載能力，充分利用已有建筑構件來支承管道或作管架生根點用，以便盡量減少附加支承構件的數量，并按此要求在允許最大跨距范圍內調整管架的位置；
第六步 檢查與相鄰管道及其支承結構之間是否存在相互碰撞的情況，及有無可合并使用的管架，并根據具體情況對管架位置作出調整。

2 管道基本跨距的確定

    基本跨距是用于確定管段允許最大跨距的基準數據。本規定根據三跨簡支梁承受均布載荷時的強度條件和剛度條件分別以計算法和圖表法規定如下：
2.1 計算法
2.1.1 剛度條件
根據管段不應在輕微外界擾力作用下發生明顯振動的要求考慮，規定裝置內管段的自振頻率不低于4次/秒，裝置外管段的自振頻率不低于2.55次/秒，則與之相應的管道允許撓度([f])為：裝置內管道[f]=1.6cm，裝置外管道[f]=3.8cm。為此按剛度條件要求的管道跨距應為：

    式中：L01 —裝置內管道剛度條件決定的跨距，m；
          L01*—裝置外管道剛度條件決定的跨距，m；
            I—管子扣除腐蝕裕量后的斷面慣性距,cm4；
            Et—管材在設計溫度下的彈性模量，N/cm2；
            qo—每米管道的重力（包括管子、隔熱層、物料重量及其他垂直均布持續載荷），N/m。
2.1.2 強度條件
根據不降低管道承受內壓能力的原則，規定裝置內外的管道一律取其重量載荷（包括其他持續載荷）在管壁中引起的一次軸向應力不超過額定允許應力的二分之一，管道跨距應為：

                                                 （2-2）

式中：L02，L02*—由強度條件決定的裝置內及裝置外的管道跨距，m；
            W—管子扣除腐蝕裕量后的斷面模量，cm3；
          [σ]t—管材在設計溫度下的額定允許應力，N/cm2；
            qo—每米管道的重力（包括管子、隔熱層、物料重量及其他垂直均布持續載荷），N/m。
2.1.3 在剛度和強度條件計算的跨距值中，取較小者為該管道之基本跨距（L0或L0*）。
2.2 圖表法
根據本規定基本跨距所需滿足的最低剛度條件和強度條件，對計算公式作必要的工程簡化處理，繪制成用于各種保溫和不保溫管道的基本跨距曲線。這些曲線對常用管道規格（t/D≤0.1）的基本跨距值，誤差不超過±10%。
2.2.1 裝置內及裝置外的不保溫管道
不保溫管道的基本跨距一般均受剛度條件控制，對設計溫度≤350℃的碳鋼、低合金鋼及不銹鋼管道可按圖2.2.1-1查取基本跨距值。圖中曲線按裝置外的氣體管道和液體管道及裝置內的氣體管道和液體管道分別繪出。基本跨距按管子公稱壁厚確定，若由于管壁需考慮較大的腐蝕裕量或其他減薄量時，可按圖中的壁厚修正系數進行修正，但壁厚變化對不保溫管道的基本跨距值影響不大，故一般情況下（減薄量不超過管壁厚度的30%）可不作壁厚修正。
例題：一裝置外不保溫氣體管道，公稱管徑為DN100(Ф114×4)，設計溫度100℃，管壁腐蝕裕量取1.5mm(0.15cm)，試確定其基本跨距。
1.由圖2.2.1-1中的裝置外氣體管道曲線查出不考慮管壁減薄影響的基本跨距為L0*=11.7m；
2.計算腐蝕裕量的壁厚修正系數



壁厚修正后的基本跨距為
L0*η=C1  L0*=0.89×11.7=10.4 m
2.2.2 保溫及保冷管道
保溫及保冷管道的基本跨距隨管道及其隔熱層的條件不同，可分別受強度或剛度條件的控制。針對工程上各種保溫及保冷管道設計條件變化很大、隔熱材料及厚度亦各不相同的情況，本規定按裝置內和裝置外的管道分三個溫度等級（≤150℃，151～300℃，301～400℃）繪制成六張曲線圖（圖2.2.1-2～圖2.2.1-7），供確定保溫及保冷管道的基本跨距使用。
對裝置外的管道：
圖2.2.1-2管道設計溫度T≤150℃；
圖2.2.1-3管道設計溫度T=151～300℃；
圖2.2.1-4管道設計溫度T=301～400℃。
對裝置內的管道：
圖2.2.1-5管道設計溫度T≤150℃；
圖2.2.1-6管道設計溫度T=151～300℃；
圖2.2.1-7管道設計溫度T=301～400℃。
圖中所用的t′/q0為保溫及保冷管道的特性數值，其中t′為管子計算壁厚或扣除腐蝕裕量及其他減薄量后的管壁厚度（cm）；q0為每米管道的重量（包括管子、隔熱層、物料重量及其他垂直均布持續載荷）（kg/m）。一般管道可按圖2.2.1-8、表2.2.1-1和表2.2.1-2計算q0值。
例題：一裝置內保溫液體管道，公稱管徑為DN100(Ф114×6.3)，材料為碳鋼，設計溫度345℃，管壁腐蝕裕量為1.5mm（0.15cm），保溫層材料為水泥膨脹珍珠巖，厚度為150mm，試確定其基本跨距。
求每米管道的重量
查表2.2.1-1知Ф114×6.3管重為16.78kg/m；
查表2.2.1-8中曲線GW，得管內充水重為10kg/m;
查表2.2.1-8中曲線δ=150，得每米管道的保溫層基準重量為121.5kg/m；
查表2.2.1-2取水泥膨脹珍珠巖比重為0.4。
每米管道總重量為：
qo=16.78+10+0.4×121.5=75.4kg/m；
計算保溫管道的特性數值t′/qo
管壁計算厚度t′=0.6-0.15 =0.45cm；
t′/qo=0.45/75.4=0.0060
查圖2.2.1-7得基本跨距為：
LO≈5m

helloshigy

還有很多 見附件

動力火車

謝謝樓主的分享