管道跨距設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定

1、中國(guó)石化集團(tuán)洛陽(yáng)石油化工工程公司公司標(biāo)準(zhǔn)40B226-1997石油化工裝置管道跨距設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定代替:40B226-90第1頁(yè)共25頁(yè)1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了管道允許跨距和導(dǎo)向間距的確定原則和方法，并給出了十六種典型管段的管架配置方案。本標(biāo)準(zhǔn)適用于一般石油化裝置內(nèi)外輸送介質(zhì)溫度不超過(guò)40CTC的液體的氣體管道。本標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)管系靜態(tài)一次應(yīng)力條件制定，對(duì)需考慮熱應(yīng)力和振動(dòng)問(wèn)題的管道，應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)另作相應(yīng)的熱應(yīng)力和動(dòng)態(tài)分析核算，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整管架位置。2管道跨距和支吊架的設(shè)置1.1 配管設(shè)計(jì)中，可先根據(jù)管道的設(shè)計(jì)條件按本標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法或圖表，求出基本跨距，然后按各管段的配置形式和載荷條件確定其相應(yīng)的

2、允許跨導(dǎo)向間距，以虎作為配置管架的基本條件。1.2 配置管架除應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)允許距距和導(dǎo)向間距外，還需注意以下問(wèn)題：1.2.1 管架應(yīng)盡量設(shè)置在直管段部分，避免在小半徑彎頭、支管連接點(diǎn)等局部應(yīng)力較高的部位設(shè)置支承點(diǎn)，以防管系中局部應(yīng)力過(guò)載；1.2.2 剛性支吊架應(yīng)設(shè)在沿支承方向JL管道位移為零的位置_L;1.2.3 支吊架應(yīng)盡可靠近閥門(mén)、法蘭及重管件，但不應(yīng)以它們作直接支承，以免因局部荷鼓作用引起連接面泄漏，或閥體因受力變形導(dǎo)致閥瓣卡住、關(guān)閉不嚴(yán)等不良后果；1.2.4 導(dǎo)向架不宜過(guò)份靠近彎頭和支管連接部位，否則可能額外地增加管系應(yīng)力和支承統(tǒng)的荷載；1.2.5 對(duì)因清理、維修等要求而需經(jīng)常拆卸的管

3、段，不宜設(shè)置永久性管架。3管道基本跨距的確定基本跨距是用以確定管段允許跨距的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。本規(guī)定根據(jù)三跨簡(jiǎn)支梁承受均布荷載時(shí)的強(qiáng)度條件和剛度條件別以計(jì)算法和圖表法規(guī)定如下：謝林章李蘇秦蕭風(fēng)芝張彬文1997-06-301997-07-15編制校審標(biāo)準(zhǔn)化審核審定發(fā)布口期實(shí)施口期3.1 計(jì)算法3.1.1 剛度條件根據(jù)管段不應(yīng)在輕微外界擾力作用下發(fā)生明顯振動(dòng)的要求，規(guī)定裝置內(nèi)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，由此規(guī)定的跨距計(jì)算如下。相應(yīng)管道允許擾度，裝置內(nèi)為1.6mm,裝置外為3.8cm.L0i=0.2124J（1-a）Lof=0.2654（1-b）式中：L<n

4、裝置內(nèi)管道由剛度條件決定的跨距，m；LoJ一裝置外管道由剛度要件決定的跨距，m;I一管子扣除腐蝕裕量后的慣性矩（見(jiàn)表1）,cm4;匕一管材在設(shè)計(jì)溫度下的彈模量（見(jiàn)40B2011997工藝管道應(yīng)力分析技術(shù)規(guī)定附錄二），MPa;q。一每米管道的質(zhì)量（包括管子、隔熱層、物料質(zhì)量及其他垂直均布持續(xù)荷載），kg/m。3.1.2 強(qiáng)度條件根據(jù)不降低管道承受內(nèi)壓能力的原則，規(guī)定裝置內(nèi)外的管道一律取由管道質(zhì)量荷載（包括其他垂直持續(xù)荷載）在管壁中引起的一次軸向應(yīng)力不起過(guò)額定許用應(yīng)力的二分之一。*）=0.626小（2）式中：Lo2L02.一由強(qiáng)度條件決定的裝置內(nèi)及裝置外的管道跨距，m：W一管子扣除腐蝕裕量后的斷面

5、模量（見(jiàn)表1）,cn?；a一管材在設(shè)計(jì)溫度下的的許用應(yīng)力（按40B2011997工藝管道應(yīng)力分析技術(shù)規(guī)定附錄六取值），MPa;q。一每米管道的質(zhì)量（包括管子、隔熱層、物料質(zhì)量及其他垂直均布持續(xù)荷載），kg/m。3.1.3 在剛度和強(qiáng)度條件計(jì)算的跨距值中，取較小者為該管道之基本跨距（L?；騆O-）o3.2 圖表法根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)基本跨距所需要滿足的最低剛度條件和強(qiáng)度條件，對(duì)計(jì)算公式作必要的工程簡(jiǎn)化處理，繪制成用于各種隔熱和不隔熱管道的基本跨距曲線。這些曲線對(duì)常用管道規(guī)格（t/DS0.1）的基本跨距值，誤差不超過(guò)±10%。3.2.1 裝置內(nèi)及裝置外的不隔熱管道不隔熱管道的基本跨距一般均受剛度條

6、件控制，對(duì)設(shè)計(jì)溫度035CTC的碳鋼、低合金鋼及不銹鋼管道按圖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(nèi)的氣體管道和液體管道分別繪出?；究缇喟垂茏庸Q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(shí)，可按圖中的壁厚修正，但壁厚變化對(duì)不隔管道的基本跨距值影響不大，故一般情況下（減薄量不超過(guò)壁厚度的30%）可不作壁厚修正。例題：一裝置外氣體不隔熱管道，公稱管徑為DN100（p114x6）,設(shè)計(jì)溫度00,管壁腐蝕裕量取1.5mm（0.15cm），試確定其基本跨距。a）由圖1中的裝置外氣體管道線查出不考慮管壁減薄影響基本跨距為L(zhǎng)0*=11.7m;b）計(jì)算腐蝕裕量的壁修正系數(shù)C

7、i=4J（t-c）/t=4J（0.6-0.15）/0.6=0.931c）壁厚修正后的基本跨距為L(zhǎng)o=CiLo*=0.931x11.7=10.9m3.2.2 裝置內(nèi)及裝置外的隔熱管道隔熱（保溫和保冷）管道的基本跨距隨管道及其隔熱層的長(zhǎng)件不同，可分別受強(qiáng)度或剛度條件的控制。針對(duì)工程上各種管道設(shè)計(jì)條件變化很大、隔熱材料及厚度亦各不相同的情況，本標(biāo)準(zhǔn)按裝置內(nèi)和裝置外的管道分三個(gè)溫度等級(jí)缶150g,151-300,301-400）繪制成六張曲線圖（圖2圖7）,供確定隔管道的基本跨距使用。對(duì)裝置外的管道：圖2一管道設(shè)計(jì)溫度T4150;圖3一管道設(shè)計(jì)溫度T=151-300；圖4一管道設(shè)計(jì)溫度T=301-40

8、0;對(duì)裝置內(nèi)的管道：圖5一管道設(shè)計(jì)溫度T4150；圖6一管道設(shè)計(jì)溫度T=151-300;圖7一管道設(shè)計(jì)溫度T=301-400；圖中所用的t'/q。為隔熱管道的特性數(shù)值，其中f為管子計(jì)算壁厚或扣除腐蝕裕量及其他減薄量后的管壁厚度(cm)；q。為每米管道的質(zhì)量(包括管子、隔熱層、物料質(zhì)量及其他垂直均布持續(xù)荷載)(kg/m),一般管道可按圖8、表1和表2計(jì)算qo值。例題：一裝置內(nèi)液體隔管道，公稱管徑為DN100(<p114X6),材料為碳鋼設(shè)計(jì)溫度345,管壁腐蝕量取1.5mm(0.15cm),隔熱層材料為巖棉預(yù)制管殼，厚度為150mm,試確定其基本跨距。a)求每米管道的質(zhì)量查表1知(

9、p114X6管質(zhì)量為15.973kg/m;查圖8中曲線GW得等內(nèi)充水質(zhì)量為8kg/m;查圖8中曲線5=150,得每米管道的隔熱層基準(zhǔn)質(zhì)量為：120kg/m;查表2巖棉預(yù)制管殼的相對(duì)密度為0.2每米管道總質(zhì)量為：qo=15.973+8+0.2X120=48kg/mb)計(jì)算隔熱管道的特性數(shù)值I/qo管壁計(jì)算厚度t'=0.6-0.15=0.45cm;r/qo=0.45/48=0.0094c)查圖7得基本跨距為：Lo=6.4m4管道允許跨距的確定實(shí)際配管中，一根管道常常包括各種形式和不同荷載條件的管段。由于它們承受質(zhì)量荷載的能力各不相同。需在基基本跨距基礎(chǔ)上分情況確定各自的允許跨距值。具體規(guī)定

10、如下：4.1 五種基本管段的允許跨距4.1.1 連續(xù)敷設(shè)的水平直管段按圖9確定。4.1.2 水平穹管的允許外伸尺寸按圖10確定。4.1.3 水平II形管段的允許懸伸尺寸按圖11確定。4.1.4 帶垂直段Z形管段，其允許外伸及垂直段尺寸按圖12確定。4.1.5 受集中荷載的水平直管段按圖13確定。4.2 由強(qiáng)度條件控制的帶三通或其他分支連接管段，其允許跨距應(yīng)按三通的應(yīng)力強(qiáng)化系數(shù)作必要的調(diào)整，即：U=U/(3)式中：L一考慮應(yīng)力強(qiáng)化影響的允許跨距，m；L-不考慮應(yīng)強(qiáng)化影響的允許跨距，m;1 -三通的應(yīng)力強(qiáng)化系數(shù)，按表3選用。4.3 對(duì)直接支際于管架構(gòu)件的大直徑薄壁管道(一般指大于DN400管道)需

11、按下式對(duì)管壁支承點(diǎn)作局部應(yīng)力核算：aatt=1.76VR7F竽40.5at(4)式中：aaft一支承點(diǎn)管壁的局部應(yīng)力，MPa:R一管子外半徑，cm;t'一管子扣除腐蝕裕量后的壁厚，cm;fA一支承反力作用于管壁的線荷載，N/cm;fA=9.81XqoL/BL一管道跨距，m;qo每米管道的質(zhì)量，kg/m;B一管壁與管架構(gòu)件的支承線長(zhǎng)度，cm;at一管材在設(shè)計(jì)溫度下的頷定許用應(yīng)力，MPa;若不能滿足式(4)條件應(yīng)在支承部位設(shè)置加強(qiáng)板或采取其他局部加強(qiáng)措施，否則就要縮小管道的跨距來(lái)減小支承點(diǎn)荷載。5管道允許導(dǎo)向間距的確定當(dāng)管道需考慮約束由風(fēng)載、地震、溫度變形等引起的橫向位移，或要避免因不平衡

12、內(nèi)壓、熱脹推力及支承點(diǎn)摩擦力造成管段員向失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)配置必要的導(dǎo)向架并限制最大導(dǎo)向間距。由于水平管段和垂直管段的支承條件及受力狀況不同，配置導(dǎo)向架時(shí)應(yīng)滿足不同的允許導(dǎo)向間距要求。本標(biāo)準(zhǔn)按一般應(yīng)用條件作如下推薦；5.1 垂直管段的推薦允許導(dǎo)向間距見(jiàn)表4。5.2 水平管段的推薦允許導(dǎo)向間距見(jiàn)表5。6典型管段的管架配置方案及其允許跨距本標(biāo)準(zhǔn)列舉十六種典型管架配置及其允許跨距方案(見(jiàn)圖141,圖142,圖143),供配管設(shè)計(jì)參考，參照這些典型配置方案尚可舉一反三演變出更多的實(shí)用配置方案。表1常用鋼管參數(shù)表公稱直徑DN外徑X壁厚Doxt每米質(zhì)量qo(kg/m)載面面積A(cm)z慣性矩l(cm)4斷面系數(shù)

13、W(cm)3管子表號(hào)2534x3.52.633.43.92.3Sch4034x4.53.274.24.82.7Sch804048x44.345.5312.25.1Sch4048x5.05.306.815.66.5Sch8060x3.54.8746.224.98.3Sch20s5060x4.05.5217.027.79.2Sch4060x5.57.38910.235.211.8Sch8089x4.08.38110.796.621.7Sch20s8089x5.511.32014.4126.228.4Sch4089x7.515.06719.2160.736.1Sch80114x4.010.84613

14、.8209.236.7Sch20s100114x6.015.97320.4297.652.2Sch40114x8.522.10428.2394.669.2Sch80168x5.020.08925.6850.7101.3Sch20s150168x7.027.77935.41148.8136.8Sch40168x11.042.50954.31079.0199.9Sch80219x6.534.04643.42450.4223.8Sch20s200219x8.041.60853.02953.9269.8Sch40219x1366.01084.14478.3409.0Sch80273x6.542.698

15、54.44831.7354.9Sch20s250273x9.561.70378.66830.8500.4Sch40273x1595.392121.610145.1743.2Sch80300325x6.551.65658250.5507.7Sch20325x10.077.64499.012280.3755.7Sch40350356x8.068.6587.4213247744.2Sch20356x1193.58119.1617756997.5Sch40400406x8.078.5299.9819814976.1Sch20406x13125.99160.42310211528.1Sch4045045

16、7x8.088.58112.79284461224.9Sch20457x14152.94194.74478452093.9Sch40508x9.5116.78148.7462311820.1Sch20500508x15182.36232.2706472781.4Sch40550559x9.5128.36163.9619182215.3Sch20559x17227.22289.31063983806.7Sch40600610x9.5140.68179.1808042649.3Sch20610x18262.78334.61467914812.8Sch40表2隔熱材料相對(duì)密度（d）表隔熱材料名稱相對(duì)

17、密度，d備注巖棉隔熱帶0.20.25巖棉隔熱板和管殼0.10.2巖棉隔熱氈0.08-0.15瀝青礦棉0.1-0.12酚醛礦棉0.08-0.15中級(jí)纖維淀粉玻璃棉0.1-0.13中級(jí)纖維酚醛樹(shù)脂玻璃棉0.12-0.15中級(jí)纖維瀝玻璃棉0.075-0.135超細(xì)棉無(wú)脂氈和縫合氈0.040.06超細(xì)棉樹(shù)脂制品0.06-0.08硅酸鋁耐火纖維（陶纖）0.150.2水泥珍珠巖制品0.350.4水坡璃珍珠巖制品0.20.3瀝青珍珠巖制品0.20.3僧水珍珠巖制品0.3耐高溫珍珠巖制品0.2270.342微孔硅酸鈣0.20.25石棉繩0.590.73閉孔型泡沫玻璃0.160.2硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料0.03-0

18、.05軟質(zhì)聚氨脂泡沫塑料0.030.042聚苯乙烯泡沫塑料0.02-0.04硬質(zhì)聚氯乙烯泡沫塑料-0.04摘自絕熱工程應(yīng)用技術(shù)上冊(cè)國(guó)家建筑材料工業(yè)局標(biāo)準(zhǔn)化研究所。40B226-1997第9頁(yè)共25頁(yè)表3零用三通的應(yīng)力強(qiáng)化系數(shù)表r>>l/8DaU>L5t沖£»»三通不加當(dāng)三通而a的三遢.。,B»曲或幔板朕立入管年3fa>l/3D.U>i;5t應(yīng)力強(qiáng)國(guó)系數(shù)注：匕L5t.裹示局部加取.0-9/hJlrj/rJU/ti尺寸系的h-.符號(hào)：D管子外名（BUL）；卻量平均字徑（一）反（,）;：y圓角外壁及U»X加強(qiáng)板或鞍反;B

19、K.Ciarj力3支管S體加強(qiáng)的44”r,：-3tr/n表4垂直管段的推薦允許導(dǎo)向間距管子公稱直徑(mm)氣體管液體管不隔熱隔熱不隔熱隔熱254.33.44.03.4405.24.04.63.7505.84.64.94.3807.06.16.15.51007.97.06.76.11509.88.87.97.320011.310.18.88.225012.511.69.89.430013.712.810.410.135014.613.410.710.440015.514.311.311.045016.515.211.611.650017.416.212.512.260019.218.013.41

20、3.4表5水平管段的推薦允許導(dǎo)向間距管道公稱直徑(mm)允許導(dǎo)向間距(m)管道公稱直徑(mm)允許導(dǎo)向間距(m)2512.725030.54013.730033.55015.235036.66518.340038.18019.845041.410022.950042.715024.460045.720027.4隼椅屈rnriTH二一液體。心!r；L.!*H*11:|一i!1:1八，.11、1:r：i15H/:»1,11?'-1i,11管干公后我位0N(m)期1 .本田運(yùn)用于工作。度不用過(guò)350七的一不H科，的.低合金例和不榜的管道：2 .雷戈摩度號(hào)蝕ANEMJt余趾一時(shí)拉本碑

21、距值慢下式炭正：L>C.U.ftCeL?UQ-4n7t_式由：t一胃壁名乂摩廈.CLt一扣除MX*后的皙壁以度L；c田I依、外及笠置內(nèi)不隔熱a4的4本段距T-T!一!二日二H跖H丫4、,£車史軍"<。說(shuō)明1。工可牖內(nèi)管道在在政仇.兵中：L多扣除“性余國(guó)和箕它向浦央顯房的燈至與版（gj；力力包后用熱材料.竹干和材依破艮任內(nèi)的焦洪皆道的成堂J/"'J.JX田於叫Z*IOHPajfl|i|zM2JMP,1埼運(yùn)用于工作會(huì)*G50-c的一&碩例,低分上例和不謂鋼力訓(xùn)收柒丹陵制，J7>7/二Q力彳j，“芝J：(&/"/：A&

22、quot;I-4I，y一“一thr-1/工=53，/+f號(hào)七八:git*件控制Z：4Z;ZL；/J/ij'/17/"/方7f7/；/丁771-廠*77%K7i!"i，；Z/二!直gi4！山訃111:;1匚zz.su/"rGK3<3i血，調(diào)d曲dJ*0Y'O4曾干公你立檢DMim）32相箕林用熱看面的必小堂距.!（T4lS（rc）Ih4LlkVEKI7、二二>.l、7二iln一J、,一Ny,L、kr!kllll*R段定世遙總3EJLN,、i,1、*,、*、.、17、.11!J、.、；A、,、X、.,二1:unENNllzrLZL;&quo

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