管口载荷对压力容器设计计算影响

压力容器设计计算过程中需考虑管口载荷影响,管口局部应力有多种计算方法,设计过程中应根据管口位置、补强形式、接管开孔率等选取。管口载荷计算还需考虑其引起的法兰密封面失效,可通过外载荷等效为计算压力方法对管口法兰及螺栓校核。当设备自重较小、管口载荷较大时,还应考虑管口载荷对设备支撑结构影响,可通过将管口载荷叠加到设备自重或折算成外部弯矩的方法进行计算。

管口载荷对压力容器设计计算影响

本文的主要目标是探究管口载荷对压力容器设计计算的影响程度,并提供相应的计算方法。我们首先对管口载荷进行分类和分析,同时考虑影响管口载荷的因素,为后续研究奠定基础。其次,提出适用于管口载荷的计算方法,对其进行详细讨论,并进行比较和评估。本文的研究结果将为优化压力容器设计、提高其结构强度和安全性提供重要的参考和指导。通过充分考虑管口载荷对压力容器的影响,可以有效降低潜在风险,确保设备的长期安全有效运行。

设备管口载荷计算的准确模拟

设备与设备外部的管道相互作用,会对设备管口产生一个作用力,运行时设备管口的受力不能超过设备的允许值,因此设备管口受力值的准确计算很重要。化工设备有多种形式,但按设备内部管道可分为三种典型形式:直管、U型管和环管。文章以某项目的三种典型设备为例,应用CAESAR II应力计算软件中的"虚拟刚体"对设备进行模拟,并在此模型上,增加设备管口的约束条件。完成后的模型将设备与管道连成了一个整体,能直接计算设备滑动端的位移,也能在计算中考虑设备管口的约束条件。通过对设备热胀位移的计算验证了模型的准确性,计算结果体现了设备与管道的相互作用,并能同时计算多个工况的受力值,因此能提供更准确的设备管口载荷。

管口载荷对卧式换热器鞍座及地脚螺栓的影响

对轴向管口的管口载荷和地震参数对小直径卧式换热器的鞍座和地脚螺栓的影响进行了分析,并为类似工况下设备的设计和计算提供了参考。

应力分析在极端管口载荷调整及优化过程的作用

对于非标设备,在缺少相关标准规范约束的前提下,制造商有时会选择最有利于自身的制造方案,导致极端管口载荷的情况出现。对此应首先要求制造商调整管口载荷,尽量避免极端管口载荷情况的出现。当极端载荷无法避免时,对于处于极端载荷值的管口,通过应力分析对与管口相连的管道进行优化可以有效降低管口的载荷值。采用CAESAR Ⅱ指导与管口相连的管道的优化,通过对比不同的管道布置方案,并结合CAESAR Ⅱ的计算结果分析,最终得到满足管口载荷的管道布置方案:采用在管口附近设置Ⅱ型弯,并在Ⅱ型弯之后设置固定架,可以有效避免固定架之后的管道产生的力及力矩传递到管口上;同时由于在管口及固定架之间设置了Ⅱ型弯,大大增加了这部分管道的柔性,使得管口最终能够满足极端载荷值的要求。

设备支撑的两种模拟方式对管口载荷的影响

管道应力分析的目的是保证设备与管道的安全运行,并且在此前提下尽量保证管道的美观性和经济性,避免不必要的柔性弯。通过CAESAR II对再沸器管线进行应力分析,对再沸器支架的模拟采用了刚性支撑单元和钢结构两种方式,并介绍了钢结构单元参数的计算方法,得出了将设备支架模拟为钢结构可以改善管口受力,并能节约材料的结论。

加氢反应器封头引出管管口载荷引起的局部应力的校核

加氢反应器上封头或下封头引出管的结构,因其结构的特殊性,对此类开口接管的管口载荷所引起的局部应力如何计算,国内外标准均无相应的规定。采用理论公式推导和工程设计相结合的方法,对该管口载荷对引出管各部位产生的应力进行了详细的分析和推导,给出了各部位应力的计算和校核公式,并采用工程设计实例进行了说明。文中所给的计算和校核公式为此类结构的局部应力校核提供了一定的理论参考依据。

隔膜泵管口载荷的校核

隔膜泵是一种应用于矿山、化工等领域的管道输送设备,其出料管口处受到管路系统所施加的力与力矩的作用,为了隔膜泵不被损坏,需要控制其受力情况,保证强度满足设计要求。通过在SolidWorks中建立三维模型,并进行有限元分析,得到了隔膜泵的变形及应力结果,校验了管口载荷与设备本身的匹配性。

基于ANSYS的压力容器管口载荷施加方式的研究

利用ANSYS软件对三种管口载荷施加方式进行了研究,通过建立某管口的局部结构模型,对比了三种管口载荷施加方式下的管口局部应力结果,研究了不同管口载荷施加方式的基本原理,并确定了最优的管口载荷施加方式。结果表明:三种管口载荷施加方式下的管口局部应力结果几乎相同,且三种管口载荷施加方式的基本原理均为MPC法,而Workbench中的Remote Force管口载荷施加方式最为简便合理。

关于离心泵管口允许载荷的探讨

详细描述了API610标准关于离心泵管口允许载荷的相关规定,并进行了必要的解读。探讨了目前关于离心泵管口载荷的现状和存在的问题,并给出了相关建议。

离心泵入口管道应力分析及优化设计

换热器至离心泵入口管线为高温高压管道,因设计柔性不足,设计工况下离心泵和换热器管口计算载荷均超出限值。为保障管道及设备的安全运行,综合考虑现场环境,先后采用自然补偿和设置柔性补偿器2种方案对管道进行优化。通过管道应力分析,评估了2种方案对设备管口载荷的优化效果。最终选择在竖管段位置设置复式拉杆膨胀节,以满足管道应力和管口限值要求。

应力分析在管道设计过程中的优化及指导

压力管道由于经常用于传输极端温度及压力的介质,为保证装置的安全运行,需要对相关的管道进行应力分析。通过借助应力分析软件CAESAR Ⅱ优秀可靠的计算能力,并结合管道设计的相关经验,针对管道设计中经常遇到的如管道的合理布置、管支架的位置及形式确认、管口载荷的控制以及弹簧支吊架的选型等难点问题进行了详细的阐述。通过结合具体的实例分析并进行相关的优化调整,为上述难点问题提供了行之有效的解决方法。

甲醇合成空冷器管道应力分析

以某180万t/a煤制甲醇装置甲醇合成单元的空冷器进出口管道为研究背景,利用管道应力分析软件CAESARⅡ对其进行有限元分析。为了使管道应力满足一次应力、二次应力的要求,空冷器管口荷载满足设备厂家的要求,需要准确模拟空冷器设备等边界条件,优化管道走向,使用低摩擦管托、刚性拉杆、弹簧支吊架等方法。最终在满足应力要求和管口受力的情况下,合理管道布置,节约管道材料,最终减少装置工程投资。

增压透平膨胀机无波纹膨胀节补偿时的配管应力分析

增压透平膨胀机组作为空分装置和LNG冷箱的核心设备,为应力敏感设备,其进/出口管系的合理配制,直接影响装置的使用寿命和运行安全可靠性。针对世界银行贷款山西煤层气开发利用示范项目液化冷箱的两级该类设备的配管设计,在用户要求不采用波纹膨胀节补偿的条件下,对设备连接管系用CAESARII进行应力分析,并将分析合格的管口载荷值按API617的要求代入校核,使之满足规范要求。

空分装置分子筛管系多工况应力分析

分子筛纯化系统是空分设备关键系统之一,由于其管径大,操作过程要经历多种高温、常温交变循环工况,一直是管道应力分析工作的重点。本文介绍分子筛管道应力校核标准,对分子筛管道的多种工况进行分析和设置。为了使管道应力满足一、二次应力的要求,分子筛管口荷载满足设备厂家的要求,设置了通用性大拉杆膨胀节,使用了低摩擦管托、弹簧支吊架等特殊支吊架。

橇块中管道应力分析与评定

为保证橇块内管道及相连设备管口的安全,以某分离器橇块为例,用计算软件建立模型进行管道应力分析和规范校核。管道校核中将应力划分为一次应力和二次应力。一次应力是由于压力、重力和其他外力载荷所产生的应力,随载荷增加而增大;二次应力是由于热胀冷缩、端点位移等位移载荷作用产生的应力,具有自限性。合理布置管道支撑能够减小管道内的一次应力、二次应力。由于橇内自然补偿空间不足,调整支架形式及位置成为减小设备管口载荷的重要方法。

PDH装置再生塔的设计

本文从结构、制造等方面对再生塔设计中的重点问题进行分析,以期优化设计。

分液罐管嘴受力分析研究

工业生产中的尾气通过火炬管道依次连接分液罐、水封罐,最后送入高空火炬烟囱燃烧.火炬管道温度较高,管道受热膨胀后产生较大热应力,这样会增加分液罐和水封罐的管嘴载荷,当超过允许值时,容易引发安全生产事故.本文介绍了热膨胀载荷的计算方法和降低管嘴载荷的方法.并介绍了管嘴载荷校核的准则,当计算超过准则时,需要进一步计算管嘴与筒体的局部应力.最后以某工厂火炬系统为例,利用CAESARⅡ软件对火炬管道、分液罐和水封罐建立计算模型,管嘴的计算载荷符合制造商的要求.

海洋石油平台上部组块注水泵管线应力分析

海洋石油平台上部组块管道多且复杂,设计上还存在着较多难点。目前国内还没有专门针对海洋石油平台上部组块注水泵及其连接管线的专门研究。为了满足设计标准要求,保证管道系统安全,以某渤海区域的海洋石油平台为例,研究了上部组块注水泵及其连接管线的设计及管道应力分析相关内容,为今后海洋石油平台上部组块相关管道设计提供依据,为同行提供借鉴参考。

基于CAESARⅡ的供热疏水管道设计优化

在热电厂汽水管道设计的过程中,为了安全起见,会将整个管系的柔性设计得适当偏大,以保证管道能够充分吸收热胀变形而降低二次应力,保护设备及管道安全。这样的做法在管道输送单相流体且管内压力稳定的工况下较为可靠,但若管内存在汽水两相流或内部压力频繁波动的工况,则会造成整趟管道的剧烈晃动,不利于其长期运行。针对山西某电厂热网加热器疏水管道运行态剧烈晃动的问题,以美国动力管道标准ASME B31.1-2012为设计依据,利用CAESARⅡ对管道进行应力分析,在保证设备安全的前提下通过增加管道约束适当加强了管系刚度,取得了良好的效果。