地上管線π型應(yīng)力補(bǔ)償設(shè)計(jì)

1、地上管線Π型應(yīng)力補(bǔ)償設(shè)計(jì)摘要：在石油天然氣站場(chǎng)管道設(shè)計(jì)中，地上敷設(shè)是一種非常常見(jiàn)的敷設(shè)方式。地上敷設(shè)管道首先要解決的問(wèn)題就是管道熱應(yīng)力補(bǔ)償設(shè)計(jì)。本論文主要通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料總結(jié)地上管道應(yīng)力補(bǔ)償尤其是采用π型彎進(jìn)行補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)方法。關(guān)鍵詞：地上管線熱應(yīng)力補(bǔ)償設(shè)計(jì)一、概述在場(chǎng)站建設(shè)中，管道地上敷設(shè)非常常見(jiàn)。比如石油儲(chǔ)備庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB507372011）中規(guī)定，石油儲(chǔ)備庫(kù)圍墻內(nèi)的輸油管道宜地上敷設(shè)。溫差會(huì)造成管道長(zhǎng)度的變化，產(chǎn)生熱應(yīng)力，引起管道

2、變形或破壞。石油庫(kù)設(shè)計(jì)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(jìn)行熱應(yīng)力計(jì)算，并應(yīng)采取補(bǔ)償和錨固措施。因此，地上管線應(yīng)力補(bǔ)償設(shè)計(jì)非常重要。二、管道應(yīng)力補(bǔ)償?shù)母鞣N方法及比選管道應(yīng)力補(bǔ)償方式主要有自然補(bǔ)償和補(bǔ)償器補(bǔ)償兩種。自然補(bǔ)償就是利用管道自身的彎曲管段補(bǔ)償管段的熱伸長(zhǎng)的補(bǔ)償方式。補(bǔ)償器的種類比較多，比如波紋管補(bǔ)償器、套筒補(bǔ)償器等。π型彎是用4個(gè)彎管將管線組成一個(gè)“π”形的管路。自然補(bǔ)償優(yōu)點(diǎn)是投資少而

3、且不增加泄露點(diǎn)，缺點(diǎn)是受空間限制；補(bǔ)償器占地小，但增加了投資和維修費(fèi)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(dāng)長(zhǎng)度的總和；ys：管段對(duì)彈性中心坐標(biāo)；K：管子平面彎曲減鋼系數(shù)；Ixs：管線對(duì)彈性中心坐標(biāo)軸的線慣性矩。（3.16）（3.17）當(dāng)λ≤0.854時(shí)；當(dāng)λ0.854時(shí)（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(bǔ)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(dāng)λ≤0.854時(shí)；當(dāng)λ0.854時(shí)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(shí)例分析已知管子為20號(hào)鋼，規(guī)格為D5087.1，管線安裝溫度為0℃，運(yùn)行最高溫度為40℃。首先預(yù)選π型彎的尺寸為R=2.5DN=1.25m，l1=6m，l2=l3=1.5DN=0.75m，固定