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化工部长沙设计研究院标准Q/HCY-JS0905-2002管道机械设计技术规定现行版本A登记号持有者2002-07-10发布2002-07-15实施化工部长沙设计研究院发布Q/HCY-JS0905-2002管道机械设计技术规定前言本标准是根据国家有关压力管道设计的标准规范要求结合本院压力管道设计的特点编制的在使用本规定的同时仍应遵守国家相关行业的标准规范要求当本规定与国家相关行业的标准规范相冲突时应以国家或相关行业的标准规范要求为准本标准由技术质保部归口并解释本标准起草部门化环分院本标准主要起草人冯延林本标准审核人本标准批准人本标准A版于2002年7月10日首次发布Q/HCY-JS0905-2002管道机械设计技术规定A版更改码0管道机械设计技术规定1总则本规定适应于工程各装置管道机械设计规定了装置管道机械设计的一般要求参加管道机械设计的人员可根据工程的具体特点通过各工程的项目负责人对本规定作必要的特定补充以利在各工程中正确实施2管道应力的计算要求2.1材料的许用应力选用规定2.1.1管道的强度设计应采用最大的剪应力理论作为计算依据2.1.2管道材料许用应力安全系数按GB150钢制压力容器标准中钢材和螺栓安全系数选取其许用应力或安全系数选择见下表压力管道材料的许用应力最小值表材料许用应力取下列各值中的最小值MPa碳素钢低合金钢bsstDtnt3.01.61.61.51.0高合金钢bs0.2st(0.2t)注Dtnt3.01.51.51.51.0注对奥氏体合金钢受压元件当设计温度低于蠕变范围且允许有微量的永久变形时可适当提高许用应力至0.9st(0.2t)但不超过st(0.2t)/1.5此规定不适应于法兰或其它有微量永久变形就产生泄漏或故障的场合螺栓材料的安全系数表材料螺栓直径mm热处理状态设计温度下屈服点的ns值设计温度下经10万小时断裂的持久强度平均值的nD值碳素钢M22M24M48热轧正火2.72.51.5低合金钢马氏体高合金钢M22M24M48M52调质3.53.02.71.5奥氏体高合金钢M22M24M48调质1.61.51.52.1.3管系的一次应力值应小于或等于在操作温度下管道材料的许用应力管系的二次应力不应超过许用应力值2.2管系的安全性判定管系的安全性按下列方法进行判定a)除二次应力外一次应力中的环向应力之和应不超过运转时管道材料的许用应力b)除二次应力外一次应力中的轴向应力之和应不超过运转时管道材料的许用应力JS0905第1页Q/HCY-JS0905-2002管道机械设计技术规定A版更改码0c)除二次应力外一次应力中的剪切应力之和应不超过运转时管道材料的许用应力的80d)合成热应力应不超过运转时管道的许用应力2.3压力管道强度计算规定下列管道及其组件应进行强度计算金属直管斜接弯管支管连接的补强盲板与平板封头板卷异径管2.4管道热应力的计算规定2.4.1管系符合下列条件之一时可以不进行柔性分析a)该管系与正常运行的管系相同或无大的改变b)该管系与已经过柔性分析合格的管道相比较几乎没有变化c)对具有同一直径同一壁厚无支管两端固定无中间约束并能满足下式要求的非剧毒介质管道D0Y/LU2208.4式中D0管子外径mmY管段总位移mmY=X2+Y2+Z20.5L管段在两固定点间的展开长度距离mU管段两固定点间的直线距离mXYZ分别为管段在XYZ方向的位移mm2.4.2凡有下列情况之一者管系宜采用计算软件进行管系的应力分析a)公称直径大于或等于80以上且设计温度高于454时的管道b)公称直径大于或等于150以上且设计温度高于252时的管道c)公称直径大于650以上的大口径管道d)与往复泵压缩机透平机等转动设备相接的管道e)复杂多分支的管道2.4.3对介于上述条之间的管线宜进行柔性分析计算计算的方法可根据管道的特点选择如下的方法a)对两端固定的L形简单管系可采用凯洛格图解法b)对两端固定任何形状管系可采用导向悬臂简支梁法c)对无支管的两端固定的管系可采用弹性中心法d)对两端固定的90L型管系钩形Z形管系等臂U形管系变形U形管系不JS0905第2页Q/HCY-JS0905-2002管道机械设计技术规定A版更改码0等臂U形管系Z形管系对称U形管系不对称U形管系偏置U形管系立体U形管系直交立体管系可采用格林乃尔的数表图表法e)对于Z形L形U形弯管及U形补偿器的简便计算可采用特拔吞数表图表法2.5冷拉的推力计算2.5.1预拉伸管系于最高温度下对固定点的推力预拉伸管系于最高温度下对固定点的推力按下式计算Fh=12/3CEh/EcF式中C冷拉比范围01Eh安装温度下材料的弹性模量kg/cm2Ec工作状态下材料的弹性模量kg/cm2F以冷态无冷拉状态下弹性模量为基准的全膨胀时的推力kg2.5.2预拉伸管系在安装状态下的推力预拉伸管系在安装状态下的推力按下式计算Fc=CF}取两者中的大值Fc=C1F其中C1=1Sh/ScEc/Eh式中C1自冷拉比F以冷态下弹性模量为基准的全膨胀范围内的计算推力kgSh热态下材料的许用应力kg/cm2Sc最大位移时的管系应力kg/cm2Ec冷态下材料的弹性模量kg/cm2Eh热态下材料的弹性模量kg/cm23管系振动的抑制3.1抑制管系的机械振动抑制管系的机械振动宜采取下列措施a)修正转动机械的不平衡使转速低于机械的临界转速b)增加管架使用拉杆安装辅助管系支架避开管系共振c)设计柔性基础垫层管道与振动设备采用软连接3.2抑制管系的压力脉冲抑制管系的压力脉冲宜采取下列措施a)在管法兰与振动设备连接处设置孔板衰减器b)在压力脉冲设备的出口管段后设置缓冲罐c)在出口管线上串接储罐JS0905第3页Q/HCY-JS0905-2002管道机械设计技术规定A版更改码04管系的支吊架设置规定4.1管系支吊架位置管系的支吊架位置宜按下述原则选定a)靠近管系的两端b)靠近设备的管嘴c)靠近管系的阀门d)靠近管系的弯头三通支管e)垂直管系靠近上下两端设承重架中部设导向架f)除振动管系外靠近建构筑物的梁柱4.2管系固定点的设置管系固定点的设置宜按下述要求确定a)型补偿器的两端b)需要限制支管位移靠近主管的支管侧c)管道承受振动处d)需要限制管道多方向位移处4.3管道支吊架选用规定4.3.1承重支吊架a)用于无垂直位移的场合宜采用刚性支吊架b)有小量位移的场合宜采用可变吊架及弹簧吊架c)用于垂直位移较大的地方宜采用恒力吊架4.3.2限制性支架a)用于不允许有线位移和角位移的地方宜采用固定支架b)用于允许管系的某一点有角位移不允许有横向位移的地方宜采用限位支架c)允许管线有轴向位移不允许有横向位移的地方宜选用导向支架4.3.3防振用支撑a)用于需要防振减振的地方宜选用导向弹簧油压式防振支撑b)用于缓和地震水击安全阀排出的反力引起的振动宜采用刚性弹簧式或油压式支撑4.4焊接型管托管吊的限用a)管内介质温度等于或大于400的碳钢管道b)低温管道c)合金钢材质的管道d)生产中需要拆卸检修的管道e)架空敷设且不易焊接的管道f)非金属或非金属衬里管道JS0905第4页Q/HCY-JS0905-2002管道机械设计技术规定A版更改码04.5振动管道支架设计a)支架应采用防振管卡b)支架间距应经过分析后确定c)支架结构和生根部分应有足够的刚度d)当管内介质温度较高产生热胀时应满足柔性分析要求e)宜设独立基础避免生根在厂房的梁柱上f)支架宜沿地面敷设g)不宜采用吊架JS0905第5页