压力管道规范-动力管道汽锤力荷载分析

1. 范围GB/T20801.5-2006 系“压力管道规范－工业管道”的第5 部分，规定了工业金属压力管道的检验、检查和试验的基本安全要求。

本部分未规定的其他检验、检查和试验要求应符合规范（GB/T20801-2006）其他部分以及国家现行有关标准、规范的规定。

2. 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。

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，鼓励根据本规范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规范。

GB/T20801.1-2006 压力管道规范——工业管道第1部分总则GB/T20801.2-2006 压力管道规范——工业管道第2部分材料GB/T20801.3-2006 压力管道规范——工业管道第3部分设计与计算GB/T20801.4-2006 压力管道规范——工业管道第4部分制作与安装GB/T20801.6-2006 压力管道规范——工业管道第6部分安全防护JB 4730锅炉、压力容器及压力管道无损检测3. 术语和定义3.1 检验inspection检验是由业主或独立于管道建造以外的检验机构，证实产品或管道建造是否满足规范和工程设计要求的符合性评审工作。

本规范对管道组成件制造厂出具的质量证明书的质量控制过程亦称为“检验”。

3.2 检验人员inspection检验人员是业主或检验机构从事检验工作的专职人员。

检验人员有权进入任何正在进行管道组成件制造和管道制作、安装的场所，其中包括制造、制作、热处理、装配、安装、检查和试验的场所。

检验人员有权审查任何检查和和试验结果的记录，包括有关证书，并按照规范和工程规定进行评定。

3.3 检查examination检查是指制造厂、制作、施工、安装单位履行的质量控制职责。

应由检查人员按照规范和工程设计要求，对材料、组成件以及加工、制作、安装过程，进行全部必须的检查和试验，并作好相关记录，提出评价结果。

压力管道设计规范上海化工设计院有限公司二OO五年三月目录1．管道设计技术规定SH/P20-2005 2．装置布置设计技术规定SH/P21-2005 3．管道布置设计技术规定SH/P22-2005 4．管道材料设计技术规定SH/P23-2005 5．保温、防腐及涂色设计技术规定SH/P24-2005 6．管道应力分析设计技术规定SH/P25-2005 7．管道支吊架设计技术规定SH/P26-2005管道设计技术规定SH/P20-2005上海化工设计院有限公司二OO五年三月管道设计技术规定1 总则1.1 本规定包括：管道设计、材料、制造、安装、检验和试验的要求。

1.2 本规定为管道布置、管件材料和管道机械的设计原则，各项目的管道设计应符合本规定的要求。

2 设计2.1 概述为经济地、合理地选择材料，管道应按其使用要求各自分类，任何一类管道使用的范围应考虑：腐蚀性、介质温度和压力等因素。

2.2 设计条件和准则2.2.1 在设计中应考虑正常操作时，可能出现的温度和压力的最严重情况，并在管道一览表或流程图上加以说明。

2.2.2 操作介质温度<38℃不保温的金属管道的设计温度同介质温度，内部或外部保温的管道应依据传热计算或试验确定。

2.2.3 在调节阀前的管道（包括调节阀）压力应按最小流量下（关闭或节流时）来设计。

而在调节阀后的管道，应按阀后终了的压力加上摩擦和压头损失来设计。

2.2.4 对于按照正常操作条件下，不同的温度和压力（短时的）进行设计时，不应包括风载和地震载荷。

2.2.5 非受压部件包括管架及其配件或管道支撑构件的基本许用应力应与受压部件相同。

2.2.6 管道的腐蚀度，应按具体介质来确定。

通常对碳钢和铁素体合金钢的工艺管道应至少有1mm的腐蚀度，对于奥氏体合金钢和有色金属材料一般不加腐蚀余量。

2.3 管道尺寸确定2.3.1 管子的尺寸依据操作条件而确定。

必要时，考虑按正常控制条件下计算的管道和设备的摩擦和25%流量的余量，但下列情况除外：（1）泵、压缩机、风机的管道尺寸，按其相应的能力确定（在设计转速下能适应流量的变化要求）同时要估计到流量到0的情况。

2016压力管道学习压力管道定义：利用一定的压力用于输送气体或液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体，且公称直径大于或者等于50mm的管道。

公称直径小于150mm，且其最高工作压力小于1.6MPa（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。

其中，石油天然气管道的安全监督管理还应按照《安全生产法》、《石油天然气管道保护法》等法律法规实施。

1.压力条件：最高工作压力大于等于0.1MPa（表压）；2.尺寸条件：公称直径大于50mm的管道（公称直径小于150mm，且其最高工作压力小于1.6MPa（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外）。

3.介质条件（满足其中之一）：●气体介质；●液化气体介质；●蒸汽介质；●可燃易爆介质；●毒性介质；●腐蚀性介质；●最高工作温度高于等于标准沸点的液体（如，温度≥100℃的水）压力管道类别：1.GA类（长输管道）（所有电厂专业几乎没有）2.GB类（公用管道）GB1级城镇燃气管道GB2级城镇热力管道3.GC类（工业管道）（热机专业没有）GC1（1）级—毒性GC1（2）级—可燃性GC1（3）级—介质压力大于或等于10.0MPa；设计压力大于或者等于4.0MPa，且设计温度大于或者等于400℃的管道。

-----高压给水GC3级----输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或者等于1.0MPa ，并且设计温度大于-20℃但是小于185℃的管道。

----压缩空气GC2级--—除GC3外，介质毒性、火灾危险性（可燃性）、设计压力和设计温度小于GC1级管道。

----凝结水4.GD类GD1类----设计压力大于等于6.3MPa，或者设计温度大于等于400℃的管道。

GD2类----设计压力小于6.3MPa，且设计温度小于400℃的管道。

真题一选择题（共64道题，本题共48.0分。

下列各题选项中，每题的答案中有一个或几个正确，少选按比例得分，多选不得分。

）1.根据《中华人民共和国特种设备安全法》，特种设备发生特别重大事故后，（）A2.依据《中华人民共和国安全生产法》的规定，生产经营单位新建、改建、扩建工程项目的安全设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用（）。

C3.下列哪种管道定义为压力管道（）。

A4.根据《安全阀安全技术监察规程》（TSG ZF001）的规定，封闭安全阀阀座的密封面，对安全阀进口侧体腔进行耐压（液压强度）试验，最小试验压力为（）的1.5倍。

B5.按照现行国家标准《管道支吊架》（GB/T 17116）的规定，管道垂直位移可以忽略不计或限制管道垂直位移不会对连接设备和管道产生有害荷载时，对于从下部支承的管线可采用刚性（）或横梁结构。

D6.现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058的规定，阀门危险区域的划分中，位于通风良好而未封闭的区域内的截断阀和（）周围的区域可不分类。

C7.按照现行国家标准《管道支吊架》（GB/T 17116）的规定，在管道支吊架设计时，应计入管道输送介质的重力，若管道输送介质较轻，则计入（）时的介质策略荷载。

BC8.指出下图的管架形式；D 管道支吊架9.指出下图的管架形式；C管道支吊架10.GB/T 8923.1-2011《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》规定的（）级钢材表面锈蚀等级，是指：已发生锈蚀，并且氧化皮已开始剥落的钢材表面。

B11.按照现行国家标准《设备及管道绝热技术通则》（GB/T 4272）的规定，要求防潮层材料（），防水、防潮能力强。

A12.按照国家现行标准《承压设备无损检测》（NB/T 47013）的规定，除非另有规定，射线检测应在焊后进行。

对有延迟裂纹倾向的材料，至少应在焊接完成后（）进行射线检测。

（ 水锤力 ： ２） （ 汽锤力。 ３）
３ 各种动态荷载计算的规范要求和基本理论
３１ 风 载 ． 原 ＧＢ ９规 范 …现 ＧＢ ０ ０ — ０ １ 中 的垂 直于 物 体 表 面 Ｊ （ ５０ ９ ２ ０ ） 上 的风 荷 载标 准值 计 算 方 法如 下 ： ∞ 戽 Ｄ 式 中 ， ∞ —— 风 荷 载 标 准值 ， ／ ； Ｎ ｍ
高层 物 体 ，其 基 本 风压 按 规定 的基 本 风 压 值 乘 以系 数 １１后采 ． 用 ， 于特 别 重 要 和 有 特 殊 要 求 的高 层 物 体 ， 基 本 风压 值 乘 对 其 以 系数 １２后 采 用 。 、
２ 可 分 为下 面 三 类 ：
Ｚ高 度 处 的风 振 或 阵 风 系 数 ； 风荷载体型系数 ；
风压高度变化系数 ； ∞ 一 基 本 风 压 值 ， ／ 。 Ｎ ｍ
— —
：
基本风压值 为以当地 比较空 旷平坦地面上 离地 １ ｍ 高处 ０ 统 计 所 得 到 ３ 年 一 遇 １ ｍｊ 均 最 大 风 速 ｔ 以Ｊ 标 准 ， ０ ０ ｎ平 ， 为 按 ｔ － ２１ ０ 定 的风 压 值 。 本 风压 不得 小于 ０２ ｋ ／ 。 Ｏ Ｖ￣６ ０确 ｏ 基 ．５ Ｎｍ 对于
Ａ厂 ＿垂 直 于 风 的承 受面 积 ， 。 ＿ ｍ
２１ 随机荷载 ．
在 任 意 给定 的时 间段 内 ， 类荷 载 随 时间 的变 化 （ 小 和 方 此 大
向） 不 可预 料 的 ， 是 只具 备 统 计 学 规 律 。 有 随 机 特 性 的 主要 荷 具 载 类型 有 ： （ 风荷载 ： １）
Ａ ＭＥＢ １１ 动力管道 》 Ｓ ３ 、《 中未提及风荷 载计算 方法 ， 但 美国土木工程 师协会 Ａ ＣＥ７ 《 Ｓ 大厦 及其他 建筑设 计最 小负 载 》３ｂ １ 的风荷载计算公式如下 ， １ ｑ 可用于 管道 受风力作 用时的荷

ASME B31.1 and ASME B31.3按照ASME B31.1 和按照ASME B31.3设计的管道有何不同？我看他们的壁厚计算公式都一样，取值会有不同吗？应力计算会有不同吗？一个是工艺管道一个是压力管道，有不同的部分啊，你只看到了相同的部分，更正一下楼上的,B31.1是动力管道power piping,B31.3是工艺管道process pipi ng,没有叫压力管道的前者主要是在电站锅炉设备上走蒸汽等高压高温介质的,后者是走一般介质的,具体参看各标准的scope就知道了据我了解，两个标准的管道壁厚计算公式并不一样，不知道你是从什么地方看到的一样。

第二个不一样，是ASME B31.1的许用应力比ASME B31.3的许用应力更加严格，ASME B31.1的管道材料的许用应力大约为钢材抗拉强度的1/3.5，(以前版本中，规定管道的许用应力为为钢材抗拉强度的1/4，最新的2007版对许用应力进行了B31.1诞生以来的最大一次更改，由1/4改为1/3.5），而B31.3的管道材料的许用应力大约为钢材抗拉强度的1/ 3.比如，A106B的许用应力（常温），按照B31.1, 其许用应力大约117兆帕，按照B31. 3，大约为135兆帕。

虽然2007版B31.1的许用应力有所放松，但是，为了保险起见，20 07版ASME B31.1对焊接的要求有所提高。

第三个不一样，应力计算公式不一样，AMSE B31.1有比较明确的应力计算公式，而ASM E B31.3只是有一些应力计算方面概念性的东西。

CAESARii 里面关于B31.3的应力计算体现了该标准的应力计算的精神，但是关于该应力计算公式，尚没有标准答案。

并且，在B 31.1应力计算公式中，不考虑扭转的作用，而在B31.3里面，扭转的作用是需要考虑的（呵呵，好像这是B31.3唯一比B31.1严格的地方）。

第四个不一样，关于管道挠度。

ASME B31.1的挠度有明确的规定，为2.5MM. ASME B3 1.3是没有明确规定的，在现实中，我们一般取3MM. 相应的，B31.1有比较明确的管道支吊架间距规定，而B31.3没有关于支吊架间距的规定。

蒸汽管道设计中应注意的问题探讨蒸汽作为一种特殊介质在我们的日常生活中得到广泛地应用。

工业生产中，蒸汽能够实现特定压下的间接或直接加热；电力行业中蒸汽可用于发电；城镇的集中供热多数是用蒸汽来实现的。

蒸汽的输送是通过管道完成的，蒸汽管道作为压力管道的一种，具有高压、高温、高流速等特点，国家对于压力管道的设计有明确的法律、规范条文，以确保蒸汽管道安全、稳定、高效地运行。

文章就蒸汽管道设计中需要注意的问题进行讨论。

标签：蒸汽管道；设计；问题1 概述随着我国工业的飞速发展，管道运输的低成本、低损耗，输送量大、占用土地少等优势日益明显，蒸汽管道的应用也日益增多。

在这过程中也出现了一些问题，管道设计参数的选择、管道材料的选择、管道布置、应力计算等方面。

因此必须重视蒸汽管道设计中存在的问题，解决办法就是严格按照规范要求，理论和实际相结合，优化蒸汽管道的设计等。

2 蒸汽管道设计中需要注意的问题2.1 管道类别的确定蒸汽管道作为压力管道的一种，在设计时首先必须明确管道所属的类别，这一步非常重要，它是设计者必须明确的要点，决定着管道设计、制作、施工、验收的标准，是管道安全、稳定运行的重要保障。

压力管道类别分：长输管道（GA类）、城镇管道（GB类）、工业管道（GC 类）、动力管道（GD类）。

蒸汽管道的类别可能为GB管道中的第2类、GC管道、GD管道，具体类别必须根据工程实际情况来确定。

工程设计、安装、验收标准也应相对应。

当管道属于GC1时还应注明是其中的第几项，如GC1（3）。

2.2 管道设计参数确定管道类别确定以后，在选择管道设计参数时，如果是动力管道（GD类）就要根据《火力发电厂汽水管道设计技术规程》或《电厂动力管道设计规范》来确定设计压力、温度；如果是工业管道（GC类）则要根据《压力管道安全技术监察规程（工业管道）》或《工业金属管道设计规范》或《压力管道规范工业管道》来确定设计压力、温度；如果是GB2类管道就要参考《城镇供热管网设计规范》来确定设计压力、温度。

压力管道的操作规范概述压力管道是指在正常使用中内部压力超过0.1MPa的管道。

管道在使用过程中，存在着潜在的安全隐患，需要按照规范进行操作和维护，以确保生产安全和环保。

本文将重点介绍压力管道操作规范。

压力管道操作规范1. 人员要求所有操作压力管道的工作人员，应当接受必要的安全培训，并经过相关考试取得相应的证书方可上岗。

严禁无证操作和违章操作，如果发现违章操作行为，应当及时劝阻或上报，坚决制止不安全行为。

2. 技术要求操作人员必须掌握压力管道的技术参数和使用要求，了解管道的特殊构造与特性、性能和安全保障措施，遵守操作规范，保证安全、稳定地进行操作。

建议在操作中使用符合国家标准、质量可靠的安全阀、压力表、温度计等配件设备，以确保管道压力、温度控制在正常范围内，减小安全事故的概率。

3. 操作流程1.操作前在进行操作前，必须检查管道的运行状态和设备的完好情况，确保管道未发生异常情况或损坏，且现场无明显的泄露、燃气、毒气等有害气体的存在。

同时，要检查阀门、安全阀、压力表和温度计等设备的正常状态，必要时进行清洗、校正和保养。

在操作前必须对操作场所进行清理，尽可能保证工作场所整洁、明亮，确保操作不会带来额外的危险。

2.操作中在操作中，必须严格按照工艺流程和作业程序进行，正确操作管道和设备，/遵守安全标准和相关规定。

在配合其他工艺或设备时，操作人员必须与其他工艺中的工作人员协调沟通，互相提醒、警示。

在发现异常情况时，需要及时停止操作，并承担相应的责任和处理措施。

3.操作后操作结束后，必须按照规定关掉阀门和开采取相应的安全措施，以防止意外事故。

然后清理现场，撤离设备，并对操作记录和相关记录进行填写和报告。

特别说明：禁止私自改动管道和其他设备的构造或技术参数，不得超出工艺流程和操作规范中规定的负荷范围。

如果需要更改，必须经过有关部门同意，并通过审批。

总结提高安全意识，坚持遵守操作规范，是保障压力管道运行安全的重要保障。

压力管道的操作规范压力管道是一种重要的管道形式，广泛应用于石油、化工、钢铁等行业。

它们被设计和制造以承受高压，高温和高速流体的运输。

因此，在使用和维护压力管道系统时，必须遵守操作规范以确保安全。

压力管道的基本知识在讨论压力管道操作规范之前，我们需要了解一些基本概念，这些概念对于操作员非常重要。

压力管道的类型压力管道根据用途和管道内流体的性质可以分为许多类型。

以下是一些常见的类型：•油气管道：用于输送石油和天然气。

•化工管道：用于输送液体和气体化学品。

•蒸汽管道：用于输送高温高压蒸汽。

•煤气管道：用于输送城市燃气。

压力管道的标准压力管道的安全有严格的标准，操作员必须熟知这些标准。

以下是一些常见的标准：•GB 50264：压力管道设计标准。

•GB 50136：压力管道安全管理规程。

•GB/T 16749：复合材料缠绕塑料管道设计和制造标准。

压力管道的危害压力管道的危害非常严重，这些危害包括以下方面：•爆炸：当压力管道超过其耐受能力时，它可能会爆炸。

•泄漏：管道的泄漏可能会导致严重的环境和健康危害。

•火灾：当管道泄漏并接触到点火源时，火灾可能会爆发。

压力管道的操作规范在操作压力管道时，我们应该遵守以下规范以确保安全：操作前的准备在操作任何管道之前，我们必须进行必要的准备工作：•熟悉管道的操作手册。

•了解管道的工作条件和工作负荷。

•检查管道系统是否完好无损，并检查组合件是否牢固。

•检查管道连接口的紧固情况。

•液压效果测试。

操作期间的注意事项在操作管道时，必须注意以下事项：•管道温度和压力必须控制在规定范围内。

•操作员必须时刻关注管道的运行状态。

•防止管道过载状况发生。

•禁止在管道上进行打洞或切割等行为。

操作后的工作在完成管道操作后，我们应该进行以下工作：•关闭管道的阀门和系统。

•清洗管道，去除管道内的残余物质。

•确认管道系统内的压力已经释放。

•标识管道的状态和使用时间。

结论压力管道的操作规范对于操作员来说是非常重要的。

7.1.3 按材料类别和公称压力确定管道检查等级： a)除 GC3 级管道外，公称压力不大于 PN50 的碳钢管道（本规范无冲 击试验要求）的检查等级应不低于Ⅳ级； b) 除 GC3 级管道外，下列管道的检查等级应不低于Ⅲ级： 1)公称压力不大于 PN50的碳钢（本规范要求冲击试验）管道； 2) 公称压力不大于 PN110 的奥氏体不锈钢管道。 c) 下列管道的检查等级应不低于Ⅱ级： 1) 公称压力大于 PN50 的碳钢（本规范要求冲击试验）管道； 2) 公称压力大于 PN110的奥氏体不锈钢管道； 3)低温含镍钢、铬钼合金钢、双相不锈钢、铝及铝合金管道； d) 下列管道的检查等级应不低于Ⅰ级： 1)钛及钛合金、镍及镍基合金、高铬镍钼奥氏体不锈钢管道； 2)公称压力大于 PN160的管道。


6 检查类型和方法 6.1 一般规定 6.1.1 方法 除 5.1.2 规定外，本规范、工程设计或检验人员要求的任何检查均应按本规范 第 5 章规定的方法之一进行。 5.1.2 专门方法 如使用本条中未予规定的方法，应在工程设计中将它及其验收标准书面规定， 以便对所需工艺及检查人员进行评定。 6.1.3 检查比例 检查比例按下列规定： [1] ..100%检查：在指定的一批管道 中，对某一具体项目进行全部检查； [2]. 抽样检查 ：在指定的一批管道 中，对某一具体项目的某一百分数，进行 全部检查； [3] . ]局部检查 ：在指定的一批管道 中，对某一具体项目的每一件，进行规定 的部份检查。 注 1：指定批是本规范中用于检查要求考虑的管道数量。指定批数量和程度宜 由合同双方在工作开始前协议规定。对不同种类的管道制作、安装工作，可 以规定不同的“批”。 注 2：抽样或局部检查将不保证制造产品质量水平。在被代表检查的一批管道 中，未检查部分可能在进一步检查中会暴露缺陷。如果要对某一批管道，要 求不存在射线照相规定的超标焊缝缺陷时，应规定100%的射线照相检查。

2016压力管道学习压力管道定义：利用一定的压力用于输送气体或液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体，且公称直径大于或者等于50mm的管道。

公称直径小于150mm，且其最高工作压力小于1.6MPa（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。

其中，石油天然气管道的安全监督管理还应按照《安全生产法》、《石油天然气管道保护法》等法律法规实施。

1.压力条件：最高工作压力大于等于0.1MPa（表压）；2.尺寸条件：公称直径大于50mm的管道（公称直径小于150mm，且其最高工作压力小于1.6MPa（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外）。

3.介质条件（满足其中之一）：●气体介质；●液化气体介质；●蒸汽介质；●可燃易爆介质；●毒性介质；●腐蚀性介质；●最高工作温度高于等于标准沸点的液体（如，温度≥100℃的水）压力管道类别：1.GA类（长输管道）（所有电厂专业几乎没有）2.GB类（公用管道）GB1级城镇燃气管道GB2级城镇热力管道3.GC类（工业管道）（热机专业没有）GC1（1）级—毒性GC1（2）级—可燃性GC1（3）级—介质压力大于或等于10.0MPa；设计压力大于或者等于4.0MPa，且设计温度大于或者等于400℃的管道。

-----高压给水GC3级----输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或者等于1.0MPa ，并且设计温度大于-20℃但是小于185℃的管道。

----压缩空气GC2级--—除GC3外，介质毒性、火灾危险性（可燃性）、设计压力和设计温度小于GC1级管道。

----凝结水4.GD类GD1类----设计压力大于等于6.3MPa，或者设计温度大于等于400℃的管道。

GD2类----设计压力小于6.3MPa，且设计温度小于400℃的管道。

李
琳等
精 确 时 程 分 析 在 管 道 水 （ ）锤 计 算 中的 应 用探 讨 汽
１ ９
度矩阵 ；Ｃ为 系统 阻 尼矩 阵 ；Ｘ （ ） 速 度 矢 量 ； ｔ为
Ｋ为 系统 刚度矩 阵 ；Ｘ ｔ为 位移矢 量 ；Ｆ ｔ为作 （） （）
用 荷载矢 量 。
３ 例 题
以某 工 程 的高 温 蒸 汽 管 道 （ 轮 机 再 热 热 汽 段 管道 ） 为例 ，介 绍 用 Ｃ Ｅ Ａ Ａ Ｓ Ｒ进 行 精 确 时 程
取 ，求 解每个 时 间段 的系统 动力 方程 。存 人 每个 节点 和 振 动 模 态 的 动 力 参 数 （ 速 度 、速 度 、 加
Ｆ＝Ｃ ・ Ｌ ｃ ｄ ／ ＝Ｌ・ ｗ ｄ ｒ ／ ）－ ｗ ＆ ｄ ／ｔ
Hale Waihona Puke Ｃ ＥＡ Ａ Ｓ Ｒ软件使用动态运动方程的数值积分
法来 模拟荷 载作用期 间 的系统 响应 。 用动态运 动方程 来求解 分析 整个管 系 的响应
如下 ：
Ｍ ”ｔ ｘ （）＋Ｃ ｔ （） （） ｘ（）＋ ￡ ＝Ｆ
式 中 ，Ｍ 为 系统 的质 量矩 阵 ；Ｘ（） 系统 加 速 ” ｔ为
李
琳 ：工 程 师 。１９ ９９年 毕 业 于 东 南 大 学 热 能 与 动 力 工 程 专 业 。 一 直从 事 热 能 专 业 勘 测 没计 工 作 。联 系 电 话 ： （ ５ １ ０３ ）
８ １２ ２ ５ ８ ７ ０， Ｅ－ ｉ：ｌ ｉ ＠ ｓ ｌ ｃ ｃ ｒ 。 ｍａｌ ｉ ｎ ｄ ｅ ． ｏ ｌ ｎ
状态 突然 改变 ，以流体 中的声速 沿管道 轴 向传播 形成压 力波 ，压 力波在传 播 中 ，由于 管系 中 的压
的传播速度 ；Ｌ为直管段长度 ；ｄ ／ ｔ ｗ ｄ 为阀门动

管道的荷载计算方法常见的管道荷载包括静荷载和动荷载两种。

静荷载主要包括以下几种情况：1.重力荷载：由于管道自身质量而产生的荷载。

根据管道及其附件的重量和长度，可以计算得到。

2.压力荷载：由于管道内介质的压力而产生的荷载。

压力大小与管道的直径、壁厚、介质性质和送气/液体的压力有关。

3.土壤荷载：管道埋地运行时，深埋在土壤中的管道会受到土壤的压力和重力的影响。

计算方法主要依据土壤工程力学原理。

4.风荷载：对于埋地或露天敷设的管道来说，风的作用也会产生一定的荷载。

计算方法包括风压计算和风力折减系数的确定。

动荷载主要包括以下几种情况：1.流体作用力：当管道内流体流动时，流体的动量会向管道施加压力，产生一定的荷载。

计算方法主要根据流体力学原理和压力损失公式。

2.振动荷载：管道运行时受到的振动荷载来自于流体流动引起的脉动和共振，以及管道与被支撑结构之间的摩擦振动。

计算方法主要依据振动力学原理和结构动力学计算方法。

3.温度荷载：由于介质温度变化引起的管道自身热膨胀，会产生一定的荷载。

计算方法主要依据热力学公式和材料的热膨胀系数。

对于不同类型的管道和支撑结构，荷载计算方法会有所不同。

一般设计规范中会给出详细的计算方法和公式，以保证管道及其支撑结构的安全可靠。

在进行荷载计算时1.确定设计准则：根据设计准则要求，确定需要考虑的荷载类型和等级。

2.收集必要的数据：需要获取管道及其附件的重量、尺寸、介质性质等数据，以及支撑结构的材料、截面形状和尺寸等数据。

3.制定计算模型：根据实际情况，制定合理的计算模型，包括管道和支撑结构的几何形状和边界条件。

4.进行荷载计算：根据设计准则和计算模型，进行荷载计算，分析管道和支撑结构的受力情况。

5.评估结果和进行调整：根据计算结果，评估管道和支撑结构的安全性，并根据需要进行结构调整和优化设计。

6.编制荷载计算报告：对荷载计算过程和结果进行总结和整理，编制荷载计算报告，为设计和施工提供依据。

当前 ，在 ６ ０ ０ ＭＷ 和 １ ０ ０ ０ ＭＷ 的机组 中 ，都需要 考虑 汽锤 力载荷
的影 响。３ ０ ０ ＭＷ 及以下装机容 量很少考虑 ，但 现在很多 ３ ０ ０ ＭＷ 的机 组也采用超 临界机组 ，因此 同样需要考虑汽锤的影响 。 进行汽锤 载荷工况 的分析 时 ，得到关键管段 的汽锤力是非常 关键 的 ，现一般 多采用专业软 件来进行分析 。现在市 面上可进行汽锤 分析 的软件有 Ａ Ｆ Ｔ Ｉ ｍｐ ｕ ｌ ｓ ｅ 、Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 、Ｐ ｉ ｐ ｅ ｎ ｅ ｔ 等 ，东北 电力院也 专门对 以上 进行 了比较 ，从计算得 出汽锤 力无论是从变化 趋势上还是绝对值 大小 上 ，Ａ Ｆ Ｔ Ｉ ｍ ｐ ｌ ｕ ｓ ｅ 与Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 比较接近 ；而 Ｐ ｉ ｐ ｅ ｎ ｅ ｔ 计算得 出的汽锤 力比 较大 ，结果非 常保守 ，且汽锤 力的变化趋势 没有 一定的规律 ，其 计算 方法有待修改更新 。 依据得 出的汽锤力在 Ｃ Ａ Ｅ Ｓ Ａ Ｒ １ ３ 中选择 的阻尼 器 ， 以及在 现场运 营情况 来看 ，Ａ Ｆ Ｔ Ｉ ｍ ｐ ｌ ｕ ｓ ｅ 软件 计算 的结果是 比较准 确 和可靠地 ，也与大量 的运行 电厂的实际运行方案相符 。
３ 对 高压空气 管线的气锤分析
空气管线在化 工厂 、石化厂 、电厂等是 非常常见的 ，但很多都是
汽锤力属于 冲击载荷 ，其作 用时间很短 ，但 瞬时冲击力可达 到很 大的数值 ，对管 系可造成 比较 严重的破坏 ，必须 加 以防范 。进行 汽锤 分析时 ，应得 到动态工况下管 道中各支架 的应力水平、力 的大小 ，必
不考虑气锤力对其 的影 响。
分开 。如果 由于 两股混合使管道尺寸加 大很 多或使管道材质升级 时 ，

为更好的模拟动载荷对管道系统的影响，引入动态 分析尤其必要。
CAESARII 动态分析
CAESARII内置多种动态分析模块以模拟各种动载荷所引发的 力学问题。
往复压缩机（泵）管道气（液）柱固有频率分析----防止气（液）柱共振；（模态分析）
往复压缩机（泵）管道压力脉动分析-----控制压力 脉动值；（谐振分析）
静载荷与动载荷的区别
静载荷
1. 载荷随时间变化很慢或者不变（重力、热胀、基础沉 降、弹簧载荷等）
2.系统(内力和约束荷载)有足够时间抵消外荷载
动载荷
1.荷载随时间迅速变化(地震，水锤、汽锤力，振动，安 全阀泄放反力等等)
2.系统(内力和约束荷载)没有足够的时间在外荷载变化前 抵抗荷载
静载荷与动载荷的区别
压力管道应力动态分析 理论
2020年5月30日星期六
前言
管道应力分析中常常遇到动载荷问题。 引发系统动态响应的原因？ 如何对系统进行动力分析？使用什么分析理论？ 如何来分析计算的结果？
管道系统的动态分析
管道系统大部分时间承受持续载荷、位移载荷的作 用，由此引申的力学分析可称之为静态分析。对应 载荷称之为静载荷。然而在实际环境下，管系往往 承受短时间的动载荷作用，其峰值大大超过管系自 身承受能力而发生灾难性的失效，例如地震加速度 、超压水锤及气锤、强风、安全阀泄放反力、压缩 机或离心泵引发的受迫振动、两相介质产生的瞬间 不平衡载荷等等…
脉冲曲线
此类载荷的特点是载荷值由零跃升至某一恒定值并 保持一段相对稳定的时间后再突降为零。由于跃升 时间短，这类载荷曲线类似于一个矩形。符合其特 点的载荷有：
安全阀的泄放 水锤/气锤 柱塞流
安全阀的泄放
水锤/气锤
水锤/气锤 当水锤、气锤产生的压力波在管道内传播时，有可

检索号：32-JB-2008-01编号：32-JB-2008-01-06压力管道规范—动力管道汽锤力荷载的分析专题报告江苏省电力设计院工程咨询工咨甲21120070013工程勘察综合类甲级100001-kj工程设计甲级A1320159102011年11月南京压力管道规范—动力管道汽锤力荷载的分析专题报告批准：王志斌审核：吴斌校核：徐蕾编写：凌晓聪吴斌汽锤力荷载的分析1概述有流体流动的管道内，当处于下游的阀门快速关闭时，阀门前流体的压力会骤然升高，并以压力波的形式向上游传播，继而发生反射、叠加等复杂过程，管系内压力分布改变，在每段直管上都会产生不平衡力，对管系产生冲击，并有可能造成严重破坏，这种现象称为水（汽）锤现象。

在大容量高参数发电机组中，汽机跳闸时将快速关闭主汽阀及再热蒸汽阀，就会在主蒸汽管道及再热热段管道中产生汽锤现象。

与此相反，当处于上游的阀门快速关闭时，流体由于惯性继续流动，阀后流体压力骤减，并形成压力波以音速向下游传递，也会改变管系内的压力分布，在直管段上形成不平衡力，冲击管系。

这也是水（汽）锤现象。

火力发电厂中，汽机跳闸时，再热冷段管道中就会发生此现象。

汽锤力荷载属于冲击荷载，虽然其作用时间较短，但瞬时冲击力可能达到很大的数值，对管系可能造成比较严重的破坏，必须加以防范。

汽锤力的大小主要取决于蒸汽压力、流量及阀门关闭时间；汽锤力对管系破坏作用的程度主要取决于汽锤力的大小及管系的质量、刚度。

电厂内主汽、热段、冷段管道都需要考虑汽锤力的影响。

相对说来，主汽、热段管道蒸汽温度高，正常工作状态时应力水平已较高，快关影响直接（主汽门关闭后，压力衰减波是经过高压缸再传递到冷段管道），更需重点考虑。

进行汽锤力荷载分析，应得出动态下管系各处的应力水平、约束力的大小，满足应力合格、约束力合理的要求；同时给出阻尼器需要承担的冲击荷载及不影响静力状态时阻尼器应能满足的行程。

目前在600MW以上机组中，一般都考虑汽锤力荷载；而300MW及以下等级的机组则很少计算。