结合案例简述CAESAR II在管道应力分析及柔性设计中的使用

管道应力分析和柔性设计的目的是分析管道系统在各种荷载作用下产生的应力及力矩,根据分析计算结果,对管道的柔性设计进行优化,使优化设计后的计算结果在规范许可的范围内,满足管道本身以及与其相连的动、静设备和结构的应力限定值,保证管道系统的整体安全。本文结合在项目中的实际案例简要分析一下,如何根据实际情况使用CAESAR II来调整管道系统以满足管道应力分析及柔性设计的要求。     

管廊上蒸汽管道柔性设计及应力分析研究

蒸汽管道在石化生产过程中应用非常广泛,合理的管廊上蒸汽管道设计,是确保蒸汽管道安全、可靠和经济运行的前提条件。主要从管廊上蒸汽管道布置特点、运行介质特点和选材等方面出发,分两套方案对管系整体柔性以及分管段柔性进行系统分析和研究,同时,对蒸汽管线各固定点承受载荷大小、蒸汽管道膨胀应力、膨胀量大小进行计算,最终选择方案(2)作为设计的基础方案,整体上该方案符合柔性设计要求,必要节点增设人工补偿器,各固定点所承受内压和外压所产生的应力在许用应力范围内,相对于方案(1),占地面积和投资成本均有所减低,保障了蒸汽管道安全、经济运行。     

应用CAESAR Ⅱ软件校核焦炉蒸汽管道

针对焦炉蒸汽管道特点,采用CAESAR II软件,通过三维建模和数值计算模拟实际工况下管道受力和变形情况,校核、改进设计中存在的问题,得到直观详细的Stress ISO应力轴侧图和报告,提升设计质量,在焦炉蒸汽管道中的应用效果理想。     

配管设计中简单应力管线的柔性分析

在化工装置压力管道工程中,管道机械设计始终贯穿在管道的设计、制造、安装和应用的过程中,是压力管道工程设计的基本保障。在实际的配管设计中,在满足工艺要求的前提下,保证管道具有足够柔性来吸收位移应变,以使管道尽可能短以节省投资。管道设计中可利用管道自身的弯曲或扭转产生的变位来达到热胀或冷缩时的自补偿,以改善管道的柔性。本文通过对一些简单管系的受力计算,提出配管优化措施。     

位移应力及其强度条件

管道设计规范中所述的位移应力包括温差、端点位移等荷载产生的应力．而在容器设计规范中将温差引起的应力归为二次应力。本文通过一简单例子对温差荷载和端点位移荷载所产生应力的计算过程、应力性质进行了分析,指出由于位移应力具有自限性特点,因此位移应力就是二次应力。然后,对管道设计规范和容器设计规范中针对位移应力和二次应力的强度条件进行了讨论。     

工业蒸汽管道的设计及应力分析探讨

蒸汽管道在运行时受热膨胀产生应力,若设计不合理易引起管道变形、弯头焊缝开裂、支架破坏等。本文着重介绍了蒸汽管道的设计,包括选材、管径、强度计算,管道固定点的设置,自然补偿和管道补偿器的利用。最后采用详细应力分析法优化管系,确保蒸汽管线的安全运行。     

大型蒸汽透平机蒸汽入口管道的应力分析

利用基于有限元的管道应力分析软件CAESAR II对大型蒸汽透平机蒸汽入口管道进行多工况应力分析,通过合理选择支吊架和弹簧型式,充分考虑管道布置的柔性设计,优化蒸汽入口管道设计。     

冷紧口移位法在高温管道冷紧施工中的应用

对于像蒸汽管道这样的在蠕变条件下工作的高温管道,为防止管道受热膨胀后的位移过大引起管道管件或补偿器过度变形导致损坏,一般都在管道的补偿器附近设计预留冷紧口,即在管道冷态安装时通过冷拉变形使补偿器产生一定的与热膨胀方向相反的变形以抵消在管道正常工作状态下受热后膨胀量,保证补偿器能正常使用。本文根据在某石化公司中压蒸汽管道冷紧施工中总结的成功经验,详细阐述了如何采用冷紧口移位法来灵活、高效、高质量的完成管道冷紧口的施工,对今后类似工程的施工有很好的借鉴作用。     

冷紧口移位在温管道冷紧施工中的应用

对于像蒸汽管道这样的在蠕变条件下工作的高温管道,为防止管道受热膨胀后的位移过大引起管道管件或补偿器过度变形导致损坏,一般都在管道的补偿器附近设计预留冷紧口,即在管道冷态安装时通过冷拉变形使补偿器产生一定的与热膨胀方向相反的变形以抵消在管道正常工作状态下受热后膨胀量,保证补偿器能正常使用.本文根据在某石化公司中压蒸汽管道冷紧施工中总结的成功经验,详细阐述了如何采用冷紧口移位法来灵活,高效、高质量的完成管道冷紧口的施工,对今后类似工程的施工有很好的借鉴作用.     

蒸汽吹灰器管线应力分析

针对锅炉上蒸汽吹灰器管线进行应力分析,从强度、刚度、稳定性以及柔性方面进行研究,蒸汽吹灰器管线应力集中的位置为蒸汽管线大小头处;吹灰器支架由斜拉悬挂炉壁的形式改为固定在外框架结构上,会导致管道柔性不够,为了进一步满足管口受力要求及管道柔性要求会导致使用弹簧支架增多、管道增长、费用增加;管道与炉体朝同一个方向膨胀会降低管道二次应力水平。施工应当遵照设计要求,随意更改设计意图将极大增加设计、施工及材料成本。     

CAESARⅡ在火电厂蒸汽管道应力分析中的应用

以某电厂主蒸汽管道为例,介绍了采用CAESARⅡ应力分析软件对电厂高温、高压蒸汽管道进行应力分析的方法,对工程设计人员有一定的参考价值。     

管道应力分析——蒸汽透平压缩机进出口管线设计

提出管道应力分析的目的与要求;介绍管道应力分析的基础条件,材料的特性数据及选用的标准规范;并采用ＣＡＥＳＡＲＩ应力分析软件对蒸汽透平压缩机进出口管线设计进行应力分析,及用ＮＥＭＡ标准校核管端荷载。     

炼化装置热网联运存在的问题及建议

针对炼化装置热网联运过程中蒸汽管网末端温度偏低,分析了管线输送过程中的理论热损失和实际热损失,推断要满足蒸汽管线末端最低温度时起点的最低温度。对比燃机排气特性在不同负荷运行下设计与实际运行的差异,余热锅炉初始设计产汽量与实际产汽量的区别以及热网的供需平衡,提出了提高4.2MPa中压蒸汽产量,避免中压蒸汽减压至低压;停输化肥厂中压蒸汽;优化燃机余热锅炉运行;提高余热锅炉运行效率;减少电力工程部至化肥厂蒸汽管线热损失运行改进措施,并要求上级生产运行部门要根据各用户蒸汽需求,及时调整燃机余热锅炉运行,尽量使整个热网系统高效运行。     

CAESAR Ⅱ在管道应力分析中的应用

在化工工程设计中,管道应力分析是比较复杂的,CAESARⅡ是国际上权威的管道应力分析软件,本文结合该软件在实际设计中的应用,认为该软件计算结果合理、简单易用,具有推广价值。     

汽轮机蒸汽管道的应力分析与设计

介绍汽轮机蒸汽管道支吊架的设计方法。为保证蒸汽管道的设计安全,利用CAESARⅡ软件对其进行应力计算,通过调整支吊架的形式,使汽轮机受力符合NEMA SM23标准的要求,确保装置安全平稳运行。提出了减小汽轮机管口受力的一些方法,为同类管道设计提供参考。     

西气东输站场进出站区域应力分析研究

西气东输工程是我国重要的能源战略工程,其管道口径大、钢材硬度高、管道系统运行稳定性要求高。因此,其站场的管道应力水平、安全状况是确保工程本质安全的重要一环。文章从压缩机站场进出站区域应力特点出发,进行了管道应力分析总结,提出了一些有建设性的经验。     

空分装置中压蒸汽管道的设计

在空分装置的设计中,对中压蒸汽管道的选材从技术和经济两个方面进行分析比较,做到既节省投资又能保证装置安全：通过对管系热应力的计算和弹簧支吊架的设置与选型,详细分析热力管道的配管对管系和汽轮机安全性的影响,通过进一步优化设计,使装置的设计安全、合理、可靠。     

非金属管道的受力分析与结构设计

针对顺北油田苛刻的腐蚀环境和特殊的地形地貌，地面集输管线建设面临沙丘起伏大（落差>10 m）、移动性强（沙暴天气>1个月）等不利因素，开展非金属材料管体和接头的受力分析和结构设计研究。利用有限元分析软件对不同内径的管材在不同外压载荷作用下展开的分析，计算管材在不同载荷下对管材挠度与应力的影响，校对所设计的结构是否能达到使用标准。结果表明，在内压载荷下增强层是主要承压层，增强层损坏意味着管道的失效；外压载荷下的风力载荷对管道影响最小，惯性载荷与沙丘移动均对悬空管道产生较大影响，可以通过应力分析来判断管道连接的可行性。     

超高压蒸汽管线的强度核算及异径管小端裂纹的成因

对某厂超高压蒸汽（ＳＳ）管线的裂纹进行了强度校核。分别用等值刚度法ＦＡＯＰ及三维有限元法ＳＡＰ５Ｐ计算程序，对该管线进行了应力计算。结果表明，此管线的静强度足够。又用ＳＡＰ５Ｐ程序中８～２１节点等参单元，对在环焊缝处产生长裂纹的异径管进行了详细应力分析。给出了裂纹所在截面的轴向应力数值。并探讨了裂纹形成原因