autoPipe软件解决方案介绍

autopipe中文说明与案例AutoPIPE是一款专业的管道输送系统建模和分析软件，是目前最为流行的管道分析和设计软件之一。

AutoPIPE综合各种管道系统的设计、计算、分析功能，可以有效地解决工程师在管道输送系统设计和分析的问题。

本文将逐步介绍AutoPIPE的安装和使用，并且结合实际案例加以说明。

一、AutoPIPE的安装在官方网站上下载AutoPIPE对应版本的安装程序，运行安装包，需要填写一些必要的软件授权信息，安装完毕后将AutoPIPE启动。

如有需要，还可以根据官方提供的安装手册进行详细设置和配置。

二、AutoPIPE的基本操作AutoPIPE具备性质良好、易于使用和快速建模等优点，同时具有强大的分析和计算能力。

首先需要设置管径、壁厚和材料等信息，并选择所需要的管道元素，通过AutoPIPE提供的库文件，快速建立和配置所需的管道系统。

接下来，按照管道设计的要求添加节点、弯头、阀门、泵站等面板元素，通过AutoPIPE提供的动态计算功能，打开各种设计参数的设置菜单，设置所需的管道模型参数，可以进行如静力计算、稳态计算、自然频率计算、动力计算等运算，获得设计要求的结论。

除此之外，AutoPIPE还提供其他多种应用，支持多种数据输入方式。

三、AutoPIPE的应用案例AutoPIPE的应用案例非常广泛，包括各种工业管道输送系统、自来水系统、石油化工管道系统、火力发电系统、自动化化工系统等，在这里我们以火力发电系统的管道分析为例。

首先，我们建立包括节点、弯头、阀门、泵站等多个管道元素的管道系统，输入管径和厚度信息，并选择材料类型，保证建立较为准确的管道元素。

然后，根据设计要求进行输入各种计算参数的具体数值，例如压力、温度、介质物性等。

最后，选择分析结果图、报告等可视化输出类型进行结果展示，得到所需的管道分析结论。

总之，AutoPIPE是一款功能强大的管道分析和设计软件，可以为工程师提供全面的设计和分析支持，并且具有快速建模、易于使用等优点，为各种各样的工程项目提供了极大的帮助。

压力管道应力分析计算软件在工程设计中应用的探讨摘要：随着新工艺和新设备的出现，发电、化工、海洋、石油、市政等领域，管道的压力、温度、管径和壁厚不断加大，敷设的方式也越来越复杂。

传统手工进行管道应力分析的计算已不能满足实际的需要，各设计和研究单位借助专门的管道应力分析软件进行计算已成为常态。

关键词：压力管道；应力分析；计算软件；工程应用导言上世纪60年代以来，随着发电、化工、市政等领域新工艺和新设备的不断出现，管道的压力、温度提高，管径和壁厚不断加大，管道应力分析也受到越来越多的重视。

由于计算机的不断普及，国际上出现了一批管道应力分析专用计算机程序。

国内虽然也出现了一些自行编制的管道应力分析程序但大多应用于少数特定领域，与国外软件相比较，软件功能、开发完善、标准规范、技术支持等方面，还存在一定差距，实际使用中，大多数设计单位还是使用国外成熟的管道应力分析软件。

1 管道应力分析的原则管道应力分析主要保证管道在设计条件下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、管道支承或端点附加位移造成应力问题。

2 压力管道应力分析的内容和目的2.1管道应力分析的内容管道应力分析分为静力分析和动力分析。

静力分析包括：1）压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算；2）管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算；3）管道对设备作用力的计算；4）管道支吊架的受力计算；5）管道上法兰的受力计算。

动力分析包括：l）管道自振频率分析；2）管道强迫振动响应分析；3）往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析；4）往复压缩机（泵）压力脉动分析。

2.2 管道应力分析的目的管道应力分析的目的：1）使管道和管件内的应力不超过许用应力值2）使与管系相连的设备的管口荷载在制造商或规范规定的许用范围内；3）使与管系相连的设备管口的局部应力在规定的允许范围内；4）计算管系的支架和约束的设计荷载；5）进行操作工况碰撞检查而确定管子的位移量；6）优化管系设计。

Bentley AutoPIPE介绍Bentley AutoPIPE是一套全 Windows界面的管道分析软件，主要是计算当一管道系统受到静态(Static)及动态(Dynamic)荷载(Loading)时，系统所承受的法规应力(CodeStresses)、荷载力、及变形量(Deflections). AutoPIPE 可以分析各种复杂管道系统: 如地下管道分析(BuriedPipeline),，波浪荷载(Wave Loading)，水(或蒸气)槌效应(Water Hammer), FRP/GRP管道以及管道与钢结构交互作用。

AutoPIPE具备面向对向的图形技术及动态表单式(Spreadsheet)的输入及分析结果。

此外高阶的分析能力是其它软件无法比拟的。

（图形可点击放大）直觉式的使用者界面直觉式的使用者界面在管道系统的建立及修改方面可以节省许多时间。

当点取一个图形物件时，你可以随时插入、修改或删除一个管件、管支架或一个荷载。

任何一个修改动作，屏幕的图形会立刻更新。

利用AutoPIPE 多图形选取方式，你可以同时插入、删除及修改多个管件、管支架、管件属性、温度及压力。

你也可以利用标准 Windows方式选取一个范围的管道并用Copy/Paste方式来执行拷贝工作。

除了标准的图形输入界面外，AutoPIPE 也提供Grid表单式的输入。

两种输入方式可以同时作用，及时更新。

在表单里，各种物件及荷载可分别归类于不同的表格并可以依大小(如管径或长度)来排序，如此你可以快速检验输入的数据是否正确。

此外AutoPIPE 俱备 99次 Read/Undo功能，可以实时回复先前的错误操作。

高阶的分析能力AutoPIPE 提供独特的功能，包括地下管道、海上 FPSO 平台、海底管道分析以及动态荷载、非线性约束力(nonlinearrestraint) 等此外AutoPIPE 也具备局部应力计算 (Local Stresses)、时间变化动态分析 (Timehistory)、流体瞬间变化及减压阀计算、管支架缝隙及摩擦力计算、夹套管计算(Jacketed Pipe) 及提供25种管道法规。

AutoPIPE在架空蒸汽管道应力分析中的应用摘要：以某企业架空中压蒸汽管道（自然补偿）为例，基于BentleyAutoPIPE软件的中压蒸汽管线系统进行建模，管架选取以及应力分析，结合理论应力验算方法，采用AutoPIPE软件对计算管系在自然补偿条件下进行应力分析验算。

结果表明，合理的管道走向以及正确的管道支吊架选取可以增加管道的自然补偿能力，避免整个管系因应力过大而引起管道疲劳的现象。

关键词：AutoPIPE应力分析管道支吊架BentleyAutoPIPE是一套全Windows界面的管道分析软件，当管道系统受到静态及动态荷载时，计算分析系统所承受的一次应力、二次应力，荷载力及变形量[1]。

1案例背景某精细化工厂反应釜需要操作温度180℃，操作压力1.0Mpa的中压蒸汽，该蒸汽自工业园区，管材采用20#，管径是DN200、DN150和DN40，厚度分别为8.5mm、7.5mm和4.0mm，管道采用架空敷设的方式。

管道保温层选用硅酸铝纤维棉，厚度100mm。

该管道为GC2级压力管道。

本文对该中压蒸汽管道进行应力分析的目的在于确定其管架设置的合理性，同时，也结合工程实例介绍如何运用AutoPIPE进行中压蒸汽管道的应力分析。

2模型建立2.1管道及管件壁厚的确定直管（以主管DN200为例）计算根据《工业金属管道设计规范》GB50316-2000（2022版）第6.2.1条直管厚度计算如下：ts=PD0/2（[σ]tEj+PY）；tsd=ts+C；C=C1+C2设计压力：P=1.2MPa；设计温度220℃下管材许用应力：[σ]t=124MPa；当设计温度小于200℃时，温度对直管壁厚的修正系数：Y=0.4；管道壁厚负偏差C1=1.5mm；管子壁厚腐蚀附加量C2=1.0mm；系数焊接接头系数：Ej=1，根据壁厚公式计算的管道壁厚6.8mm，结合常用管道壁厚，取管道壁厚为8.5mm可满足工艺要求。

弯头的曲率半径为1.5倍的管公称直径。

AutoPIPE 理论基础一. 坐标系定义规则由于 AutoPIPE 在定义支撑间隙以及土力学参数时与管道的局部坐标有关, 在结果查看上与全局坐标有关,因此有必要介绍一下坐标定义及间隙定义规则。

1. 全局坐标系定义在定义全局坐标时, AutoPIPE 会在建模的开始提示用户输入竖向坐标轴的方向,软件默认为 Y 轴为重力方向,这样 X 与 Z 轴处于水平面内。

全局坐标如下图:这里我们还要注意弯矩正方向的定义,是以右手螺旋规则定义的。

2. 管道段的方向在管道局部坐标的定义中, 需要首先确定出管道段的方向, 局部坐标中的 X 轴方向和管道段的方向一致。

下图中的箭头方向就是这个管道系统的段方向:3. 局部坐标定义(1 竖直方向直管的局部坐标定义管道段的方向为 local x方向,并且 local x与 Y 轴平行, x 是 Y 的前一个坐标次序, 因此 local Y应和 X 平行, local Z应和 X 平行,再有右手坐标系规则可以定出局部坐标正方向。

(2 非竖直方向直管的局部坐标定义同样管道段的方向确定 local x方向,另外 local Z始终处于水平面内, local Y的朝向是向上的,再有右手坐标系规则可以定出局部坐标正方向。

(3 弯管的局部坐标定义对于弯管,管道段的方向确定 local x方向, local y方向指向弯管的中心, local z 方向为弯管平面的法线方向,再有右手坐标系规则可以定出局部坐标正方向。

4. 间隙的定义在定义间隙时, 需要输入上下左右间隙的大小, 因此必须首先明白这些间隙方向的定义。

local y的正方向的间隙是上间隙, 负方向处的间隙是下间隙; local z的正方向的间隙是右间隙,负方向处的间隙是左间隙。

二. 土力学参数定义在土力学参数定义中, 需要定义出 Trans Horizontal, Longitudinal , Vertical Up和 Vertical Down四个方向的力-位移骨架曲线,因此用户应该首先明白这四个方向的定义。

AutoPIPE在主给水管道弹簧吊架设计中的应用杭州锅炉集团股份有限公司崔后品王瑞摘要主给水管道是火力发电厂的四大管道之一。

炉侧主给水管道作为主给水管道的一部分，其布置方式、支吊架设计以及材料选择的安全性不仅影响锅炉的安全运行，而且对电厂热力系统的安全运转至关重要。

本文将以150t/h循环流化床主给水管道工程设计为例，详细介绍AutoPIPE在炉侧主给水管道弹簧吊架设计中的应用。

关键词炉侧主给水管道；AutoPIPE；支吊架设计0引言支吊架是管道系统中的一个重要组成部分，它对管道起着支撑重量、平衡介质反力、限制位移和防止振动的作用。

因此，在管道设计时，合理布置和正确选择结构合适的支吊架能改善管道的应力，确保管道安全运行并延长管道的使用寿命。

AutoPIPE是一套直接基于Windows操作平台的工程分析软件，其功能包括静态和动态条件下管线应力的计算、法兰分析、管道支吊架设计以及设备管嘴荷载分析，包含多种国际管道规范，可满足电力、化工、暖通等行业管道应力分析的需求。

1管系支吊架的设计I.1主给水管道主要设计参数某150t/h循环流化床锅炉，主给水压力II.6MPa,主给水温度216°C,保温层厚度140mm,保温层密度128kg/m3,其炉侧主给水管道及其相关设备规格尺寸如表1所示。

表1管道及相关设备规格尺寸名称外径厚度材料管道1194mm18mm20G管道2133mm10mm20G 省煤器入口集箱219mm25mm20G1.2管道支吊架间距计算m支吊架的间距关系到管道自重应力的大小和管道的变形。

确定支吊架间距时，必须考虑管道荷载的合理分布，并满足管道的强度和刚度条件，若选择不当，也可能引起管道的振动，在工程设计时应考虑管道支架的最大允许跨距，以确保管道的安全运行。

在安全范围内尽量增大活动支吊架间的间距，进而降低主给水管线的投资费用。

根据强度条件，均布载荷的水平直管段最大允许支吊间距可由下式计算：E 厂设计温度下钢材的弹性模数，MPa ；Z -管子截面惯性距，cm 4；"0.357碍(1)根据刚度条件，均布载荷的水平直管段最大允许支吊间距可由下式计算：厶』0.209#|1(2)又有：/=-2L 7l x(Do 4-Di 4)xlO'4(3)护二甥x （Qo 仁时）(4)式中：L mn -支吊架的最大允许间距,W -管子截面抗弯矩，nun3；m ；q -管子单位长度自重，N/m ；Do -管道外径，mm ；Di -管道内径，mm 。

目录1 AutoPlant软件简介 (2)2 AutoPlant软件二次开发成果 (3)2.1 元件库 (3)2.2 等级库 (4)2.3 单管图配置 (4)2.4 报表格式RPT文件 (4)2.5 非标设备及管件的定制成果 (4)3 AutoPlant软件二次开发成果的使用 (4)3.1 元件库的使用 (4)3.2 等级库的使用 (5)3.3 单管图配置的修改 (6)3.4 报表格式RPT文件的配置 (7)3.5 非标设备及管件的使用 (10)4 问题及建议 (13)AutoPlant数据库使用简明手册1A UTO P LANT软件简介AutoPlant产品由美国BENTLEY公司（原属美国REBIS公司，为AUTOCAD 平台全球第一大开发商）出品，运行在AutoCAD2000-2008平台上的工厂设计软件。

该软件可在真实的三维环境下进行设计，模型建立过程智能性强，符合设计人员思维习惯。

建模完成后，可对模型进行碰撞检查和实时漫游，最大程度地减少设计中的错、漏、碰、缺现象，并可迅速地生成平、立、剖面图，全自动地生成单管图和精确的材料统计表等设计资料。

AutoPlant工厂设计软件的产品，主要包括以下程序模块：序号名称描述1 Bentley Plant P&ID 智能工艺流程设计系统2 Data Manager 工艺数据管理器3 AutoPLANT Piping 三维管道设计系统4 AutoPLANT Equipment 三维设备建模系统5 AutoPLANT Structural 三维钢结构建模系统6 ProjectWise Navigator 实时漫游浏览7 AutoPIPE 管道应力分析1）P&ID智能工艺流程设计系统工艺软件包为用户制作智能工艺图表提供了一套独特的工具。

工艺软件包中的模块均应用工业的标准技术，比如：AutoCAD、 MS Office以及ODBC的数据库驱动。

AutoPIPE初级培训为什么要做管道应力分析保证管道在设计和工作条件下，具有足够的强度和合适的刚度，防止管道因热胀冷缩、支承或端点的附加位移及其它的荷载（如压力、自重、风、地震、雪等）造成下列问题：1)管道的应力过大或金属疲劳引起管道或支架破坏。

2)管道连接处泄漏。

3)管道作用在与其相联的设备上的载荷过大，或在设备上产生大的变形或应力，而影响了设备的正常运行。

4)管架因强度或刚度不够而造成管架破坏。

5)管道的位移量过大而引起的管道自身或其它管道的非正常运行或破坏。

6)机械振动、声频振动、流体锤、压力脉动、安全阀泄放等动荷载造成的管道振动及破坏。

管道应力分析的职责1、应力分析（静力分析、动力分析）2、对重要管线的壁厚进行计算，包括特殊管件的应力分析3、对动设备（机泵、空冷器、透平等）管口受力进行校核计算4、管架设计咨询5、审核供货商文件6、编制应力分析及管架设计工程规定7、本专业人员培训8、进度、质量及人工时控制什么样的管道要做应力分析原则上，所有的管线均应做应力分析，并根据管线的类别（温度、压力、口径、壁厚、所连接的设备的荷载要求等）确定应力分析的方法和详细程度。

Ⅰ类管线:此类管线采用目测检验或简化分析方法。

Ⅱ类管线:此类管线要求进行分析，并可采用公认的简化计算方法（或图表）进行分析计算。

Ⅲ类管线:此类管线应严格进行计算机辅助计算分析Ⅳ类管线:应力分析工程师对此类管线应特别注意，应采用特别的应力分析方法,因为在得到设备和结构的布置之前去做这些管线的分析是没用的管线应力分析类表计算机辅助应力分析(AutoPIPE)使用专门的管道应力分析软件（AutoPIPE）对管道进行详细的应力计算和结果分析。

计算并分析评定管道各分支点的应力、约束点和端点（设备管口）的力和力矩等。

管道应力分析分为静力分析和动力分析。

对一般管道，通常只做静力分析即可。

但对一些特殊工况的管线则应做动力分析（如往复泵、往复式压缩机的进出口管线）。

AutoPIPE 理论基础一．坐标系定义规则由于AutoPIPE在定义支撑间隙以及土力学参数时与管道的局部坐标有关，在结果查看上与全局坐标有关，因此有必要介绍一下坐标定义及间隙定义规则。

1．全局坐标系定义在定义全局坐标时，AutoPIPE会在建模的开始提示用户输入竖向坐标轴的方向，软件默认为Y轴为重力方向，这样X与Z轴处于水平面内。

全局坐标如下图：这里我们还要注意弯矩正方向的定义，是以右手螺旋规则定义的。

2．管道段的方向在管道局部坐标的定义中，需要首先确定出管道段的方向，局部坐标中的X 轴方向和管道段的方向一致。

下图中的箭头方向就是这个管道系统的段方向：3．局部坐标定义（1）竖直方向直管的局部坐标定义管道段的方向为local x方向，并且local x与Y轴平行，x是Y的前一个坐标次序，因此local Y应和X平行，local Z应和X平行，再有右手坐标系规则可以定出局部坐标正方向。

（2）非竖直方向直管的局部坐标定义同样管道段的方向确定local x方向，另外local Z始终处于水平面内，local Y的朝向是向上的，再有右手坐标系规则可以定出局部坐标正方向。

（3）弯管的局部坐标定义对于弯管，管道段的方向确定local x方向，local y方向指向弯管的中心，local z方向为弯管平面的法线方向，再有右手坐标系规则可以定出局部坐标正方向。

4．间隙的定义在定义间隙时，需要输入上下左右间隙的大小，因此必须首先明白这些间隙方向的定义。

local y的正方向的间隙是上间隙，负方向处的间隙是下间隙；local z的正方向的间隙是右间隙，负方向处的间隙是左间隙。

二．土力学参数定义在土力学参数定义中，需要定义出Trans Horizontal，Longitudinal，Vertical Up和Vertical Down四个方向的力－位移骨架曲线，因此用户应该首先明白这四个方向的定义。

Trans Horizontal的方向和local z的方向一致；Longitudinal的方向和local x 的方向一致；Vertical Up和Vertical Down分别和local y的正、负方向一致。

管道应力分析软件AutoPipeBentley AutoPIPE介绍Bentley AutoPIPE 是一套全 Windows 界面的管道分析软件，主要是计算当一管道系统受到静态(Static)及动态(Dynamic)荷载(Loading)时，系统所承受的法规应力(Code Stresses)、荷载力、及变形量(Deflections). AutoPIPE 可以分析各种复杂管道系统: 如地下管道分析(BuriedPipeline),，波浪荷载(Wave Loading)，水(或蒸气)槌效应(Water Hammer), FRP/GRP 管道以及管道与钢结构交互作用。

AutoPIPE 具备面向对向的图形技术及动态表单式(Spreadsheet)的输入及分析结果。

此外高阶的分析能力是其它软件无法比拟的。

（图形可点击放大）直觉式的使用者界面直觉式的使用者界面在管道系统的建立及修改方面可以节省许多时间。

当点取一个图形物件时，你可以随时插入、修改或删除一个管件、管支架或一个荷载。

任何一个修改动作，屏幕的图形会立刻更新。

利用AutoPIPE 多图形选取方式，你可以同时插入、删除及修改多个管件、管支架、管件属性、温度及压力。

你也可以利用标准 Windows方式选取一个范围的管道并用Copy/Paste方式来执行拷贝工作。

除了标准的图形输入界面外，AutoPIPE 也提供Grid 表单式的输入。

两种输入方式可以同时作用，及时更新。

在表单里，各种物件及荷载可分别归类于不同的表格并可以依大小(如管径或长度)来排序，如此你可以快速检验输入的数据是否正确。

此外AutoPIPE 俱备99次Read/Undo功能，可以实时回复先前的错误操作。

高阶的分析能力AutoPIPE 提供独特的功能，包括地下管道、海上 FPSO 平台、海底管道分析以及动态荷载、非线性约束力(nonlinear restraint) 等此外AutoPIPE 也具备局部应力计算 (Local Stresses)、时间变化动态分析 (Time history)、流体瞬间变化及减压阀计算、管支架缝隙及摩擦力计算、夹套管计算(Jacketed Pipe) 及提供25种管道法规。

国外常用管道应力分析软件1.AUTOPIPE bently公司计算管道应力，法兰分析，管架设计。

可以分析各种复杂管道系统，例如：地下管道分析、波浪载荷、水锤效应、FRP\GRP管道以及管道与钢结构交互作用等。

2.CAESAR 美国COADE公司3.CAEPIPE SST SYSTEM公司CAEPIPE是第一个PC管道应力分析软件（1983）,集合了在复杂工况下静力和动力分析。

加强3D模块后，CAEPIPE可以用来分析重力、压力、温度、地震、随时间变化调整载荷，交互式和迭代设计你的系统在最短的时间内来优化配置。

CAEPIPE也可以校核管道标准和许可值（ASME,B31，国际标准，API,NEWA）和输入数据来选择主要的工厂设计系统（AVEVA和CADMATIC），我们提供数据的转换用以在不同的工作平台上输入管道数据。

可同一时间内执行多个项目4.PIPESTRESSPIPESTRESS软件是一个核或非核管道系统静力和动力分析的相关软件模块。

它提供无与伦比的动态分析能力来解决复杂的问题。

PIPESTRESS软件和其他软件最大的不同在于它具备所有的分析能力来处理复杂系统。

多年的软件发展致力于完善方程解决方法和优化使用可用内存及加快计算速率。

这些努力使PIPESTRESS软件称为第一个在PC电脑和公国现场可以使用的全功能管道分析软件。

三维PIPESTRESS是一个出色的可用于核与非核工业的三维管道系统有限元分析软件。

可以进行多种载荷条件下的三维管道系统线弹性分析，并提供对结构、支撑(支吊架)、热、疲劳等全面分析功能。

还内置了完整的国际通用的核工程管道设计规范，能完全满足ASME／ANSI、RCC-M规范。

在模型中包括了间歇、单向和bi—linear支撑等。

PIPESTRESS软件在世界核工业管道软件市场上占有重要地位。

EditPipe软件为PIPESTRESS软件提供了常强大的图形化前后处理功能，并将众多欧洲工程机构使用EditPipe的经验引入到PepS。

目录1 AutoPlant软件简介 (2)2 AutoPlant软件二次开发成果 (3)2.1 元件库 (3)2.2 等级库 (4)2.3 单管图配置 (4)2.4 报表格式RPT文件 (4)2.5 非标设备及管件的定制成果 (4)3 AutoPlant软件二次开发成果的使用 (4)3.1 元件库的使用 (4)3.2 等级库的使用 (5)3.3 单管图配置的修改 (6)3.4 报表格式RPT文件的配置 (7)3.5 非标设备及管件的使用 (10)4 问题及建议 (13)AutoPlant数据库使用简明手册1A UTO P LANT软件简介AutoPlant产品由美国BENTLEY公司（原属美国REBIS公司，为AUTOCAD 平台全球第一大开发商）出品，运行在AutoCAD2000-2008平台上的工厂设计软件。

该软件可在真实的三维环境下进行设计，模型建立过程智能性强，符合设计人员思维习惯。

建模完成后，可对模型进行碰撞检查和实时漫游，最大程度地减少设计中的错、漏、碰、缺现象，并可迅速地生成平、立、剖面图，全自动地生成单管图和精确的材料统计表等设计资料。

AutoPlant工厂设计软件的产品，主要包括以下程序模块：1）P&ID智能工艺流程设计系统工艺软件包为用户制作智能工艺图表提供了一套独特的工具。

工艺软件包中的模块均应用工业的标准技术，比如：AutoCAD、 MS Office以及ODBC的数据库驱动。

应用该软件包，用户可在很短的时间内就可以设计方案，而不需要研究大量的图纸以及三维模型。

2）Data Manager工艺数据管理器外部资料库的管理系统，具有资料输入、编辑及报表生成功能。

这种转换工具减少了项目的启动时间，提供了更准确的项目数据和便于维护的环境。

3）Piping三维配管模块Piping作为三维工厂设计系列中最重要的模块，运行在AutoCAD图形平台上，采用最新的Object-ARX面向对象技术，全面支持Visual BASIC、C++以及Visual LISP技术。

海底管道跨越方法研究季磊;李旭;付强;喻凡;刘晨【摘要】海底管道作为海上油气输送的生命线,其设计、建造及安装的规模在近年来不断扩大。

目前在中国渤海海域,已形成渤中、渤南、垦利等多个油田群,油气管线的路由布置错综复杂,经常会出现管线与管线、管线与电缆之间的跨越问题。

针对这一问题,介绍了管线跨越的几种设计方法,以保证新建管道能够安全地跨越运行中的已建管道为前提,阐述了跨越形式的选择依据。

以我国海域最常见的高位敷设跨越为重点,通过算例说明了跨越分析的计算方法。

【期刊名称】《海洋工程装备与技术》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P316-319)【关键词】海底管道;管道跨越;跨越方式;跨越计算【作者】季磊;李旭;付强;喻凡;刘晨【作者单位】海洋石油工程股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】TE973.92近年来，我国在海洋油气开发方面取得了长足的进步，在渤海、东海、南海海域都取得了跨越式的发展，尤其在渤海海域，海上采油平台及海底管道的建设已进入区域化建设阶段，而海底管道的布置也逐步趋于网络化。

在这种情况下，经常会出现管线与管线、管线与电缆之间的跨越问题。

仅2013年，海洋石油工程股份有限公司在铺设海底管道的过程中处理跨越点的数量就达三十余个，而跨越形式的选择则需要从技术、投资和工期等因素综合考虑。

本文根据国内外工程中经常出现的几种跨越形式，主要论述了新建管线跨越已建管线的设计方法和高位敷设跨越管线的计算方法，前提是不影响油气生产，并且尽量减少作业人员的风险。

目前在海底管道的跨越施工中主要分为以下几种跨越方式：高位敷设跨越，低位跨越，桥式跨越，组合式跨越。

下面分别加以介绍。

1.1 高位敷设跨越高位敷设跨越的特征是已建海管埋设于海床以下而新建海管可直接铺设在海床上。

该种跨越方式主要适用于海床表面为非硬质海床的管道跨越铺设。

我国渤海及东海海域已开发的油气田中，绝大多数油气田所在的海床表面都属于软质海床，海床表面多为黏土或松散的沙土，易于利用挖沟机对海管进行挖沟埋设，且已建海管的埋深一般在1～1.5 m[1]。

发展海洋石油已经成为国家能源开发的主要方向，海底管道作为连接海洋平台之间安全、经济、快捷的运输方式已经被广泛应用而我国的海底管道，立管系统是海底管道的一个重要组成部分,所处的环境条件恶劣，易受风、浪、流、冰等的影响，其运转安全与否对海底管道的正常运行具有决定性的作用。

一AUTOPIPE的作用和特点AUTOPIPE是一套直接基于Windows操作平台的工程分析软件，包括静态和动态条件下管线应力的计算、法兰分析、管道支吊架设计以及设备管嘴荷载分析。

AUTOPIPE已经被大家公认为，自1986以后，商业使用最广泛的软件之一AUTOPIPE，严格的品质保证确保了在实践中对那些来自很多基于工作站的大型软件的审计考验，因此AutoPIPE成为了为数不多基于管道设计并且通过了美国核规范严格认证的单机软件之一。

AUTOPIPE专为工业管道系统设计所开发，应用标准的Windows技术，包括面向对象的可视化图形界面技术和CAD接口界面来快速方便的建立管道及其附属的钢结构模型。

AUTOPIPE是一个独立的用于进行管道应力计算，法兰分析，管道支撑设计，以及静态和动态荷载条件下设备管嘴受力分析的计算机辅助工程分析（CAE）程序。

除了包含25种管道规范以外AUTOPIPE还具有美国机械工程师协会（ASME），欧洲，英国标准，美国石油协会（API），国际电气制造业协会（NEMA），美国国家标准学会（ANSI），美国土木工程师学会（ASCE），美国钢结构学会（AISC），UBC和WRC标准以及其他设计规范的限制，从而可为整个系统提供全面的分析。

二立管的定义和组成立管是对海底管道登陆或者下海部分，上下海上采油平台或卸油作业平台的这一管道的总称。

立管系统是海底管道系统的一部分，包括立管、支承件、管路附件、防腐系统。

立管管路上的附件包括：法兰、三通、弯头、阀门等。

立管的组成包括以下几部分：1）海底管段，它是与海底完全接触或埋入海底而被完全固定的管段，把它看成立管的一部分；2）过渡管段，它是连接海底管道嵌固点到平台垂直立管的这一管段。

AutoPIPE1．管道应力分析的原则管道应力分析应保证管道在设计条件下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、管道支承或端点附加位移造成应力问题。

ASME B31《压力管道规范》由几个单独出版的卷所组成，每卷均为美国国家标准。

它们是子ASME B31压力管道规范委员会领导下的编制的。

每一卷的规则表明了管道装置的类型，这些类型是在其发展过程中经考虑而确定下来的，如下所列：B31.1 压力管道：主要为发电站、工业设备和公共机构的电厂、地热系统以及集中和分区的供热和供冷系统中的管道。

B31.3 工艺管道：主要为炼油、化工、制药、纺织、造纸、半导体和制冷工厂，以及相关的工艺流程装置和终端设备中的管道。

B31.4 液态烃和其他液体的输送管线系统;工厂与终端设备剑以及终端设备、泵站、调节站和计量站内输送主要为液体产品的管道。

B31.5 冷冻管道：冷冻和二次冷却器的管道B31.8 气体输送和配气管道系统：生产厂与终端设备（包括压气机、调节站和计量器）间输送主要为气体产品的管道以及集汽管道。

B31.9 房屋建筑用户管道：主要为工业设备、公共结构、商业和市政建筑以及多单元住宅内的管道，但部包括B31.1所覆盖的尺寸、压力和温度范围。

B31.11 稀浆输送管道系统：工厂与终端设备间以及终端设备、泵站和调节站内输送含水稀浆的管道。

2．管道应力分析的主要内容管道应力分析分为静力分析和动力分析。

静力分析包括：1）压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏；2）管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳破坏；3）管道对设备作用力的计算——防止作用力太大，保证设备正常运行；4）管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据；5）管道上法兰的受力计算——防止法兰汇漏。

动力分析包括：l）管道自振频率分析——防止管道系统共振；2）管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力；3）往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析——防止气柱共振；4）往复压缩机（泵）压力脉动分析——控制压力脉动值。