地上管線π型應(yīng)力補償設(shè)計

1、地上管線Π型應(yīng)力補償設(shè)計摘要：在石油天然氣站場管道設(shè)計中，地上敷設(shè)是一種非常常見的敷設(shè)方式。地上敷設(shè)管道首先要解決的問題就是管道熱應(yīng)力補償設(shè)計。本論文主要通過查閱文獻資料總結(jié)地上管道應(yīng)力補償尤其是采用π型彎進行補償?shù)脑O(shè)計方法。關(guān)鍵詞：地上管線熱應(yīng)力補償設(shè)計一、概述在場站建設(shè)中，管道地上敷設(shè)非常常見。比如石油儲備庫設(shè)計規(guī)范（GB507372011）中規(guī)定，石油儲備庫圍墻內(nèi)的輸油管道宜地上敷設(shè)。溫差會造成管道長度的變化，產(chǎn)生熱應(yīng)力，引起管道

2、變形或破壞。石油庫設(shè)計規(guī)范（GB500742002）規(guī)定，地上或管溝內(nèi)的管道以及埋地管道的出土端均應(yīng)進行熱應(yīng)力計算，并應(yīng)采取補償和錨固措施。因此，地上管線應(yīng)力補償設(shè)計非常重要。二、管道應(yīng)力補償?shù)母鞣N方法及比選管道應(yīng)力補償方式主要有自然補償和補償器補償兩種。自然補償就是利用管道自身的彎曲管段補償管段的熱伸長的補償方式。補償器的種類比較多，比如波紋管補償器、套筒補償器等。π型彎是用4個彎管將管線組成一個“π”形的管路。自然補償優(yōu)點是投資少而

3、且不增加泄露點，缺點是受空間限制；補償器占地小，但增加了投資和維修費用；π型彎制造方便，工作可靠，（3.15）式中：ε：冷緊系數(shù)；α：管道的線膨脹系數(shù)；Lzs：管段元件相當長度的總和；ys：管段對彈性中心坐標；K：管子平面彎曲減鋼系數(shù)；Ixs：管線對彈性中心坐標軸的線慣性矩。（3.16）（3.17）當λ≤0.854時；當λ0.854時（3.18）式中彎管特性系數(shù)δ：管子壁厚；r：管子平均半徑；R：彎管曲率半徑3.2π型彎應(yīng)力校核管線任一

4、截面上的補償彎曲應(yīng)力（3.21）式中最大彈性彎曲力矩ys0.5H（3.22）式中彎管應(yīng)力系數(shù)當λ≤0.854時；當λ0.854時m=1（3.23）根據(jù)《技術(shù)規(guī)定》，管道由熱脹、冷縮和其它位移受約束而產(chǎn)生的熱脹二次應(yīng)力不得大于下值：（3.24）四、實例分析已知管子為20號鋼，規(guī)格為D5087.1，管線安裝溫度為0℃，運行最高溫度為40℃。首先預選π型彎的尺寸為R=2.5DN=1.25m，l1=6m，l2=l3=1.5DN=0.75m，固定