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管道应力设计规定1 范围1.1 本标准对管道应力分析设计条件、评定标准以及分析方法进行了规定。
1.2 适用于设计压力不大于42 MPa，设计温度不超过材料允许使用温度，非直接埋地且无衬里的低碳素钢、合金钢或不锈钢管道。
2 引用标准使用本标准时，应使用下列标准的最新版本。
GB 50316 《工业金属管道设计规范》GB 50009 《建筑结构荷载规范》SH 3039 《石油化工企业非埋地管道抗震设计通则》API 610 《石油、化工和气体工业用离心泵》API 617 《石油、化工和气体工业用离心式压缩机》NEMA SM23 《机械驱动用汽轮机》3 设计规定3.1 一般要求3.1.1 应兼顾管道热补偿及防振要求。
3.1.2 应兼顾管道及设备安全，应避免管道对相关设备造成危害。
3.1.3 应优先采取自然补偿方法解决管道柔性问题，安装空间狭小而不具备自然补偿条件时方考虑采用金属膨胀节。
采用膨胀节应考虑满足工艺条件及防腐要求，不得采用填函式伸缩节和球形补偿器。
3.1.4 可采取冷紧措施减小管道对设备、法兰以及固定架的作用力，但不可以应用在敏感转动设备的管道上。
3.1.5 存在明显振源的管道应优先考虑防止其振动。
3.1.6 往复式压缩机管道应按照与制造商签定的合同要求进行防振计算。
3.2 设计条件3.2.1 计算基础数据应由相关各专业提供。
3.2.2 计算工况应涵盖最不利工况，如烘炉、催化剂再生、烧焦、吹扫等特殊工况。
3.2.3 另有规定除外，热态计算温度按最高操作温度状态确定。
对于有外隔热层管道，计算温度取介质温度；对于无外隔热层管道，计算温度可取95 %介质温度；对于有内隔热层管道，计算温度应根据热传导计算确定。
3.2.4 另有规定除外，安装温度取20 ℃。
3.2.5 另有规定除外，冷态计算温度取安装温度。
3.2.6 另有规定除外，计算压力取最高操作压力。
3.2.7 金属管道的许用应力按GB 50316附录A取值。
管道应力分析主要内容及要点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，但不包括B31.1 所覆盖的只寸、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。
管道应力分析的主要内容一、管道应力分析分为静力分析析1.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一一防止疲劳破坏；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一防止法兰汇漏。
2.动力分析包括：1)管道自振频率分析一一防止管道系统共振：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）柱频率分析一一防止气柱共振；4)往复压缩机（泵）压力脉动分析——控制压力脉动值。
第一章任务与职责1.管道柔性设计的任务压力管道柔性设计的任务是使整个管道系统具有足够的柔性，用以防止由于管系的温度、自重、内压和外载或因笛道支架受限和管道端点的附加位移而发生下列情况：1)因应力过大或金属疲劳而引起管适破坏；2)管道接头处泄漏：3)管道的推力或力矩过大，而使与管逍连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备正常运行；4)管道的推力或力矩过大引起管道支架破坏：2.压力管道柔性设计常用标准和规范1)GB 50316-2000《工业金属管道设计规范》2)SH/T 3041-2002《石汕化工管道柔性设计规范》3)SH 3039-2003《石油化工非埋地管道抗震设il•通则》4)SH 3059-2001《石油化工管道设讣器材选用通则》5)SH 3073-95《石油化工企业管道支吊架设计规范》6)JBrT8130.1-1999《恒力弹簧支吊架》7)JBfT8130.2-1999《可变弹簧支吊架》8)GB/T 12777-1999《金属波纹管膨胀节通用技术条件》9)HGfT 20645-1998《化工装置管道机械设计规定》10)GB 150-1998《钢制压力容器》3.专业职责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3)对动设备管口受力进行校核计算4)特殊管架设计4.工作程序1)工程规定2)管逍的基本情况3)用固泄点将复杂管系划分为简单管系，尽量利用自然补偿4)用目测法判断管逍是否进行柔性设讣5)L型U型管系可采用图表法进行应力分析6）立体管系可采用公式法进行应力分析7）宜采用计算机分析方法进行柔性设计的管道8）采用CAESAR II进行应力分析9）调整设备布置和管道布置10）设置、调整支吊架11）设程、调整补偿器12）评左管道应力13）评定设备接口受力14）编制设计文件15）施工现场技术服务5.工程规定1）适用范用2）概述3）设计采用的标准、规范及版本4）温度、压力等计算条件的确定5）分析中需要考虑的荷载及计算方法6）应用的计算软件7）需要进行详细应力分析的管道类別8）管道应力的安全评左条件9）机器设备的允许受力条件（或遵循的标准）10）防I上法兰泄漏的条件11）膨胀节、弹簧等特殊元件的选用要求12）业主的特殊要求13）计算中的专门问题（如摩擦力、冷紧等的处理方法）14）不同专业间的接口关系15）环境设汁荷载16）其它要求第二章压力管逍柔性设汁1.管道的基础条件包括：介质温度压力管径壁厚材质荷载端点位移等。
目录1.0 总则 (2)2.0 压力管道应力分析的范围和方法 (2)3.0 压力管道应力分析工作程序 (7)4.0 压力管道详细应力分析的要求 (8)5.0 压力管道详细应力分析文件签署规定 (9)6.0 压力管道详细应力分析人员的职责 (9)7.0 压力管道详细应力分析人员的资格要求 (11)8 附加说明 (12)1.0 总则1.0.1 本规定适用于本公司承担的各工程项目中非埋地的碳素钢、合金钢、不锈钢管道应力分析(静力分析)和抗震设计。
1.0.2 本规定不适用于硬质材料衬里管道及螺纹连接管道。
1.0.3 执行本规定时，尚应符合现行的有关标准规范规定的要求。
1.0.4 管系静力分析的任务是:验算管系在内压、自重和其它持续外载作用下的一次应力；验算管系由于热胀（或冷缩）、预冷紧和其它位移受约束产生的二次应力；验算管系在工作状态下各薄弱环节的局部应力；选取弹簧型号；计算管系作用于端点和支架的力和力矩并校核设备管嘴的允许受力和力矩；判断管系的安全性。
1.0.5 相关标准：《钢制压力容器》（GB150-1998）；《石油化工管道设计器材选用通则》（SH3059-2001）；《石油化工管道柔性设计规范》（SH/T3041-2002）；《化工厂和石油炼制厂管路》 ANSI/ASME B31.3。
2.0 压力管道应力分析的范围和方法2.0.1 管道管径、壁厚、保温选定后，首先应依据管道允许跨距对管系自重工况的校核，即为一次应力的初步验算，不符合要求的应增加支吊架。
2.0.2 管道柔性设计2.0.2.1 管道柔性设计按《石油化工管道柔性设计规范》（SH/T3041-2002）及《化工厂和炼油厂管道》(ASME/ANSI B31.3)的要求进行。
2.0.2.2 管道应力解析方法⑴设计人凭经验进行判断⑵采用图表进行判断⑶利用计算机进行详细解析2.0.2.3 应力分析方法的确定⑴一般压力容器和加热炉 (如:塔、立罐、换热器、锅炉、球形罐、卧罐) 等设备的连接管道的应力分析方法按下图-1选定。
1. 进行应力分析的目的是1) 使管道应力在规范的许用范围内；2) 使设备管口载荷符合制造商的要求或公认的标准；3) 计算出作用在管道支吊架上的荷载；4) 解决管道动力学问题；5) 帮助配管优化设计。
2. 管道应力分析主要包括哪些内容？各种分析的目的是什么？答：管道应力分析分为静力分析和动力分析。
1) 静力分析包括：(l)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――防止法兰泄漏；(6)管系位移计算――防止管道碰撞和支吊点位移过大。
2) 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)往复压缩机气柱频率分析――防止气柱共振；(4)往复压缩机压力脉动分析――控制压力脉动值。
3. 管道应力分析的方法管道应力分析的方法有：目测法、图表法、公式法、和计算机分析方法。
选用什么分析方法，应根据管道输送的介质、管道操作温度、操作压力、公称直径和所连接的设备类型等设计条件确定。
4. 对管系进行分析计算1) 建立计算模型（编节点号），进行计算机应力分析时，管道轴测图上需要提供给计算机软件数据的部位和需要计算机软件输出数据的部位称作节点：(1) 管道端点(2) 管道约束点、支撑点、给定位移点(3) 管道方向改变点、分支点(4) 管径、壁厚改变点(5) 存在条件变化点（温度、压力变化处）(6) 定义边界条件（约束和附加位移）(7) 管道材料改变处（包括刚度改变处，如刚性元件）(8) 定义节点的荷载条件（保温材料重量、附加力、风载、雪载等）(9) 需了解分析结果处(如跨距较长的跨中心点)(10) 动力分析需增设点2) 初步计算（输入数据符合要求即可进行计算）(1) 利用计算机推荐工况（用CASWARII计算，集中荷载、均布荷载特别加入）(2) 弹簧可由程序自动选取(3) 计算结果分析(4) 查看一次应力、二次应力的核算结果(5) 查看冷态、热态位移(6) 查看机器设备受力(7) 查看支吊架受力（垂直荷载、水平荷载）(8) 查看弹簧表3) 反复修改直至计算结果满足标准规范要求（计算结果不满足要求可能存在的问题）(1) 一次应力超标，缺少支架(2) 二次应力超标，管道柔性不够或三通需加强(3) 冷态位移过大，缺少支架(4) 热态水平位移过大，缺少固定点或∏型(5) 机器设备受力过大，管道柔性不够(6) 固定、限位支架水平受力过大，固定、限位支架位置不当或管道柔性不够(7) 支吊点垂直力过大，可考虑采用弹簧支吊架(8) 弹簧荷载、位移范围选择不当，人为进行调整5. 编制计算书，向相关专业提交分析计算结果1) 计算书内容(1) 一次应力校核内容(2) 二次应力校核内容(3) 约束点包括固定点、支吊点、限位导向点和位移点冷态、热态受力(4) 各节点的冷态、热态位移(5) 弹簧支吊架和膨胀节的型号等有关信息(6) 离心泵、压缩机和汽轮机的受力校核结果(7) 经分析最终确定的管道三维立体图，包括支吊架位置、形式、膨胀节位置等信息2) 向相关专业提交分析计算结果(1) 向配管专业提交管道应力分析计算书，计算书不提供给甲方(2) 向设备专业提交设备需确认的设备受力(3) 如果支撑点、限位点、导向点的荷载较大，应向结构专业提交荷载数据(4) 将往复压缩机管道布置及支架设置提交压缩机制造厂确认6. 何谓一次应力，何谓二次应力？分别有哪些荷载产生？这两种应力各有何特点？答：一次应力是指由于外加荷载，如压力或重力等的作用产生的应力。
管道应力分析设计技术规定1. 总则1.1 概述1.1.1 管道应力计算主要验算管道在内压、持续外载作用下的一次应力和由于热胀、冷缩及其它位移受约束产生的二次应力，以判明所计算的管道是否安全、经济、合理；计算管道由于热胀、冷缩及其它位移受约束和持续外载作用产生的对设备的推力和力矩，以判明是否在设备所能安全承受的范围之内。
1.2 范围1.2.1 下列范围的管道必须通过计算机计算：（1）管径大于等于DN150，且设计温度大于等于230℃或低于-20℃的所有管线。
（2）设计温度大于等于340℃的所有管线。
（3）管径大于等于DN100，且操作温度大于等于230℃或低于-20℃的所有泵的进出口管线。
（4）汽轮机进、进口连接的管道。
（5）离心压缩机进、出口连接的管道。
（6）往复压缩机进、出口连接的管道。
（7）有关规范中规定要进行应力计算的管道。
1.2.2 下列范围内（除1.2.1条规定之外）的管道一般应通过目测、手工简易计算进行应力分析，在判断困难时，仍应通过计算机计算：（1）管径大于、等于DN400的管道。
（2）连接到压力容器的重要管道。
（3）所有由工艺专业提出的重要管道和内部绝热管道。
（4）所有铝及铝合金的管道。
（5）管道支撑点或与管道相连的设备、建构筑物基础可能过度下沉的管道。
（6）夹套管。
（7）管道应力分析人员选定的管线。
（8）安全阀放散管。
1.2.3 下列管道可不再进行应力计算（1）与运行良好的管道柔性相同或基本相当的管道。
（2）和已分析的管道比较，确认有足够柔性的管道。
2. 设计条件和设计标准2.1 设计条件2.1.1 管道应力计算空视草图由配管人员绘制后提交给管道应力计算人员。
格式见附件5.1。
2.1.2 管道应力计算必须具备的基础数据（1）管道计算压力（a）一条管道的计算压力不应小于在操作中可能遇到内压或外压与温度相偶合时的最严格情况下的压力（即确定的设计压力）。
（b）如果管系与其压力泄放装置之间的通路可能被堵塞或隔离，则此管系应按不低于在上述情况下可能产生的最大压力计算。
压力管道管理—压力管道应力设计技术规定压力管道应力设计技术规定1 / 20压力管道管理—压力管道应力设计技术规定前言本标准是根据《压力管道安全管理与监察规定》、《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》及中国石油化工集团公司《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则实施细则（试行）》的规定编写。
本次修订主要增加了防振设计部分，本标准对压力管道的强度计算、柔性设计、防振设计及抗震设计等方面作了规定。
本标准由胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司标准化委员会提出并归口。
本标准由胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司机械设备室起草并负责解释。
本标准起草人：高晋徐松林。
本标准首次发布时间 1999-04-23，本标准修订时间2003-07-10。
压力管道管理—压力管道应力设计技术规定压力管道应力设计技术规定1 范围本标准适用于压力管道的强度计算、柔性设计、防振设计及抗震设计。
2 引用标准下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 50316-2000 工业金属管道设计规范SH 3041-2002 石油化工管道柔性设计规范SH 3039-2003 石油化工非埋地管道抗震设计通则SH 3059-2001 石油化工管道设计器材选用通则SH 3073-1995 石油化工企业管道支吊架设计规范JB/T 8130.2-1999 可变弹簧支吊架JB/T 8130.1-1999 恒力弹簧支吊架GB/T 12777-1999 金属波纹管膨胀节通用技术条件SH 3501-2002 石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH/T 3014-2002 石油化工企业储运系统泵房设计规范GB150-1998 钢制压力容器3 一般规定3.1应保证管道在设计条件下，所用管道材料的壁厚能满足强度的需要。
管道应力分析1. 进行应力分析的目的是1) 使管道应力在规范的许用范围内；2) 使设备管口载荷符合制造商的要求或公认的标准；3) 计算出作用在管道支吊架上的荷载；4) 解决管道动力学问题；5) 帮助配管优化设计。
2. 管道应力分析主要包括哪些内容？各种分析的目的是什么？答：管道应力分析分为静力分析和动力分析。
1) 静力分析包括：(l)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――防止法兰泄漏；(6)管系位移计算――防止管道碰撞和支吊点位移过大。
2) 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)往复压缩机气柱频率分析――防止气柱共振；(4)往复压缩机压力脉动分析――控制压力脉动值。
3. 管道应力分析的方法管道应力分析的方法有：目测法、图表法、公式法、和计算机分析方法。
选用什么分析方法，应根据管道输送的介质、管道操作温度、操作压力、公称直径和所连接的设备类型等设计条件确定。
4. 对管系进行分析计算1) 建立计算模型（编节点号），进行计算机应力分析时，管道轴测图上需要提供给计算机软件数据的部位和需要计算机软件输出数据的部位称作节点：(1) 管道端点(2) 管道约束点、支撑点、给定位移点(3) 管道方向改变点、分支点(4) 管径、壁厚改变点(5) 存在条件变化点（温度、压力变化处）(6) 定义边界条件（约束和附加位移）(7) 管道材料改变处（包括刚度改变处，如刚性元件）(8) 定义节点的荷载条件（保温材料重量、附加力、风载、雪载等）(9) 需了解分析结果处(如跨距较长的跨中心点)(10) 动力分析需增设点2) 初步计算（输入数据符合要求即可进行计算）(1) 利用计算机推荐工况（用CASWARII计算，集中荷载、均布荷载特别加入）(2) 弹簧可由程序自动选取(3) 计算结果分析(4) 查看一次应力、二次应力的核算结果(5) 查看冷态、热态位移(6) 查看机器设备受力(7) 查看支吊架受力（垂直荷载、水平荷载）(8) 查看弹簧表3) 反复修改直至计算结果满足标准规范要求（计算结果不满足要求可能存在的问题）(1) 一次应力超标，缺少支架(2) 二次应力超标，管道柔性不够或三通需加强(3) 冷态位移过大，缺少支架(4) 热态水平位移过大，缺少固定点或∏型(5) 机器设备受力过大，管道柔性不够(6) 固定、限位支架水平受力过大，固定、限位支架位置不当或管道柔性不够(7) 支吊点垂直力过大，可考虑采用弹簧支吊架(8) 弹簧荷载、位移范围选择不当，人为进行调整5. 编制计算书，向相关专业提交分析计算结果1) 计算书内容(1) 一次应力校核内容(2) 二次应力校核内容(3) 约束点包括固定点、支吊点、限位导向点和位移点冷态、热态受力(4) 各节点的冷态、热态位移(5) 弹簧支吊架和膨胀节的型号等有关信息(6) 离心泵、压缩机和汽轮机的受力校核结果(7) 经分析最终确定的管道三维立体图，包括支吊架位置、形式、膨胀节位置等信息2) 向相关专业提交分析计算结果(1) 向配管专业提交管道应力分析计算书，计算书不提供给甲方(2) 向设备专业提交设备需确认的设备受力(3) 如果支撑点、限位点、导向点的荷载较大，应向结构专业提交荷载数据(4) 将往复压缩机管道布置及支架设置提交压缩机制造厂确认6. 何谓一次应力，何谓二次应力？分别有哪些荷载产生？这两种应力各有何特点？答：一次应力是指由于外加荷载，如压力或重力等的作用产生的应力。
管道设计之管道应力分析开篇Email: 156578102@对管道支撑件（如固定支架、止推支架、导向支架、滑动支架、滚动支架、吊架、弹簧支架等）、阻尼件（如阻尼器）、柔性件（如膨胀节）的选型与设置；对与管道相连的设备的定位、操作的理解；对管道走向的调整与斟酌；对管道元件的局部分析与处理（如法兰、支架生根、SIF）；对管道开停车工况及其介质特性的理解；对管道可能遭受的偶然载荷（如气液两相流、水锤、气锤、安全阀反力、风载荷、地震载荷）的理解程度，一定程度上体现了一个设计院管道设计的水平。
虽然柔性分析仍然是管道应力分析的主要内容，但与振动有关的破坏也越来越受到重视，所以管道设计需要刚柔并济。
话虽这么说，但有时候确实很难，这个时候应该查找相关资料来佐证自己的想法，做到有分寸的考虑相关问题，不能一味按某个不切实际方向去做。
1.管道应力专业工作1.1编写本装置的应力分析统一规定，明确本装置执行的规范及版本,软件及版本；1.2根据统一规定，编写本装置的应力分析关键管线表；1.3参与关键管线及其设备的布置研究；1.4参与关键设备的技术谈判；1.5的委托条件进行详细应力分析（这部分内容很多，等以后大家都了解后可以针对不同管系展开说明），提出应力计算报告及修改意见；1.6受报告并解读报告，按要求修改管道走向及选取支架，向土建、设备专业返回受力及扰度要求；1.7置的三查四定及开车。
2.配管委托条件应包括哪些内容2.1单线图:2.2设备总装图：设备外形图、材质、温度等；2.3调节阀、安全阀数据表：重量、反作用力、压力等级、材质等；2.4其他应力分析过程中需要的资料：如PID流程图、管道表、材料等级表、当地风、地震等数据等等。
3.如何理解应力分析报告3.1节点号：在单线图上感兴趣的点称为节点，通常会在管道端点、支吊点、三通、弯头、大小头、管道属性改变处（如管径、壁厚、保温、温度、压力等）、阀门端面、法兰端面、膨胀节及一些特殊需要而增设等处设置节点号。
HQB-B06-05.306PP-2003主编部室：管道室参编部室：参编人员：参校人员：说明：1．文件版号为A、B、C......。
2．每版号中局部修改版次为1/A、2/A……，1/B、2/B……，1/C、2/C……。
本规定（HQB-B06-05.306PP-2003）自2003年月实施。
目录1. 总则 (1)2. 应力分析管线的分类及应力分析方法 (2)3. 管道应力分析设计输入和设计输出 (6)4. 管道应力分析条件的确定 (9)5. 管道应力分析评定准则 (11)附件1 管线应力分析分类表 (14)附件2 设备管口承载能力表 (15)附件3 柔性系数k和应力增强系数i (16)附件4 API 610《一般炼厂用离心泵》(摘录) (17)附件5 NEMA SM23 (摘录) (22)附件6 API 661 《一般厂用空冷器》(摘录) (23)1. 总则1.1 适用范围1.1.1 本规定适用于石油化工生产装置及辅助设施中的碳钢、合金钢及不锈钢管道的应力分析设计工作。
本规定所列内容为管道应力分析设计工作的最低要求。
1.1.2 管道应力分析设计应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。
1.2 应力分析设计工作相关的标准、规范：1) GB150-1999 《钢制压力容器》2) GB50316-2000 《工业金属管道设计规范》3) HG/T20645-1998 《化工装置管道机械设计规定》4) JB/T8130.2－95 《可变弹簧支吊架》5) JB/T8130.1－95 《恒力弹簧支吊架》6) HQB-B06-05.203PP-2003《简化柔性计算的规定》7) ASME/ANSI B31.3 Process Piping8) ASME/ANSI B31.1 Power Piping9) ASME/ANSI B31.4 Liquid Transmission and Distribution pipingsystems10)ASME/ANSI B31.8 Gas Transmission and Distribution pipingsystems11)API 610 Centrifugal Pumps for General Refinery Services12)API 617 Liquid Transportation System for Hydrocarbone,Liquid ,Petroleum Gve, Anhydrone Ammonis , and Alcohols13) NEMA SM-23 Steam Turbine14) API 661 Air-Cooled Heat Exchangers for General RefineryService15) HQB-B06-05.105PP-2003 《管道配管设计规定》16) HQB-B06-04.301PP- 《管架设计工程规定》17) SHJ.41-91 《石油化工企业管道柔性设计规范》18) GB 50316-2000 《工业金属管道设计规范》2. 应力分析管线的分类及应力分析方法2.1 应力分析管线的分类原则上，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。
如果项目中没有具体规定，可按以下方法对应力分析管线进行分类。
2.1.1 Ⅰ类管线（见附录1）此类管线采用目测检验或简化分析方法。
2.1.2 Ⅱ类管线（见附录1）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。
（详见附录1）此种分析计算应有分析计算报告，分析报告适用于：1) 高压管线2) 锅炉水管线3) 工艺管线4) 天然气及液化天然气管线2.1.3 Ⅲ类管线（见附录1）此类管线应严格进行计算机辅助计算分析，下列管线均属于此类管线范畴：2.1.3.1与具有对载荷敏感的转动机械相连的管线，它包括以下几类：1)与泵相连的管线,由于泵口载荷校核依据操作工况下的载荷进行，故当管线操作条件为以下条件时，应做详细应力分析。
a)温度≥150°C （或≤-140°C），公称直径大于或等于DN100(4”)的管线；b)温度≥120°C （或≤-90°C），公称直径大于或等于DN300(12”)的管线；c)温度≥150°C（或≤-140°C），且管线公称直径大于管口公称直径的管线。
2)与往复式、离心式压缩机、透平相连接的管线，由于设备管口载荷校核依据操作工况下的载荷进行，故当管线操作温度高于120°C，公称直径大于或等于DN80(3”)的管线，应做详细应力分析。
3)与空冷器相连的管线，当其管径大于或等于DN150(6”)或设计温度大于或等于120°C时，应做详细应力分析。
2.1.3.2与对应力敏感的设备相连的管道，应进行应力分析。
它包含以下几类：1)与按照ASME第Ⅷ卷第二章部分设计的设备相连的管道；2)与加热器相连的管道；3)与铝制设备相连的管道；4)进出加热炉及蒸汽发生器的工艺管道，以及再生及除焦管道；5)进出汽轮机的蒸汽管道；6)与衬里设备相连的管道。
2.1.3.3夹套管道。
2.1.3.4附录1中所有的Ⅲ类管道。
2.1.3.5其它的用图表法或公式法分析后，属于应力、柔性不能满足要求的管道。
2.1.4 Ⅳ类管线（见附件1）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。
这类管线有下列几类：1)管线的设计温度和压力高于ASME/ANSI B16.5中的定义的2500磅等级；2)在下列温度值下长期工作的管道3)4)薄壁管线（t/D≤0.02 t:壁厚 D：管径）；5)管线的设计循环次数高于22000次；6)根据应力分析工程师的意见，上述第Ⅲ类管线中要求做其它附加的应力分析的管线。
2.2 应力分析的方法通常在设计中根据以下条件确定应力分析方法：1)介质的危险性（有毒、易燃、易爆等）；2)管线操作工况（温度、压力、脉动、工作循环强度等）；3)地震烈度；4)工厂类型（化工、石油、电力、核工业等）。
2.2.1 目测方法根据以往的经验或与已分析过的管线的比较相类似，则采用目测的方法已经足够，不需要进行更详细的应力分析。
此时，需目测者具有相当的工程经验。
2.2.2 简单分析（图表法、公式法）简单分析将确保管线有足够的柔性，以吸收位移（热膨胀）。
尽管简单分析不能提供准确的载荷和应力，但这种分析简单而快速，甚至可以由非专职应力分析工程师来完成。
下面给出两种简单分析方法：2.2.2.1第一种方法是采用公司标准《简化柔性计算的规定》（HQB-B06-05.203PP-2002）的快速管道应力分析方法。
它基于一种简单的（可靠的）计算方法，更多的是考虑管线的位移在允许的范围内——即管线有足够的柔性，能够吸收管线由于受热荷载等产生的位移。
需要注意的是，此种方法不适合于下列管线：1) DN>600 （24”）；2) 设计温度超出-20°C ～350°C 范围；3) 薄壁管（t/D ≤0.02 t:壁厚 D ：管径）； 4) 需准确知道约束（端点）反力的管线； 5) 夹套管； 6) 非金属管 。
2.2.2.2第二种简单计算方法依据ASME/ANSI B31.3标准，它包含一个标准的计算过程；它要求管线具有同一直径，两端固定，无中间约束。
3.208)(2≤-∙U L YD 式中：D —管子外径，mmY —管子吸收的总位移， mm L —两固定点间管子总长度，m U —两固定点间的直线距离，m需注意的是，此种分析方法不适用于下列管线1) 管线的约束多于两个； 2) 需准确知道约束反力的管线； 3) 夹套管；4) 管线的工作循环次数大于7000次； 5) 两固定点间的管径或壁厚有改变； 6) 非金属管道；7) 大直径薄壁管（t/D ≤0.02）；8) 端点附加位移量占总位移量大部分管道；9) L/U>2.5的不等腿U 型管道或近似直线的锯齿状管道。
2.2.3 计算机辅助应力分析使用专门的管道应力分析软件（CAESARⅡ）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）。
2.2.3.1静力分析包括：1)管道在持续外载（压力、自重、集中力等）作用下的一次应力计算及评定；2)管道在温度荷载及端点附加位移载荷作用下的二次应力计算及评定；3)管道对设备管口的作用力计算；4)管道支吊架的受力计算；5)管道上的法兰和分支点受力计算。
2.2.3.2动力分析包括：1)管道固有频率分析；2)管道强迫振动响应分析；3)往复式压缩机（泵）气柱频率分析；4)往复式压缩机（泵）压力脉动分析。
3.管道应力分析设计输入和设计输出3.1 设计输入管道应力分析设计输入包括以下条件：1)工艺流程图（P﹠ID）2)工艺管线表3)设备数据表4)结构图5)建筑图6)总图7)机泵条件8)设备总装配图9)设备布置图10)配管图（平、立面）11)管道轴测图（如果需要）12)管道等级规定3.2 设计输出1)应力分析工程规定2)临界管线表3)应力分析报告（包括首页、计算内容页、应力分析轴测图、输入数据、各工况下的位移、应力、约束反力、弹簧架表、有许用载荷要求的动设备管口校核报告等）4)设备管口荷载条件5)设备预焊件条件6)结构荷载条件7)柔性件数据表8)弹簧架数据表典型的管道应力分析输出报告见附件33.2 应力分析报告标准格式应力分析报告的标准格式参见标准《管机专业入库文件标准格式及规定》(XXX-XX)。
3.3 计算机辅助应力分析工作程序图3.3.1管道计算机辅助应力分析工作程序如下图所示。
3.4管道应力分析适用的软件美国COADE公司的CAESARⅡ。
3.5管道应力分析的校审依据《压力管道设计文件校审与签暑制度》及《校审细则》的规定执行。
