化工管道應(yīng)力分析基礎(chǔ)上的柔性設(shè)計(jì)

王虎臣

(華陸工程科技有限責(zé)任公司,陜西 西安 710065)

在整個(gè)石油化工行業(yè)中，管道設(shè)備十分常見(jiàn)，管道設(shè)備屬于石化工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，因此，管道設(shè)計(jì)的安全性及高效性對(duì)于企業(yè)的發(fā)展十分重要。近些年來(lái)，化工管道事故頻繁出現(xiàn)，使得化工管道的安全備受關(guān)注，管道的設(shè)計(jì)問(wèn)題也日益突出[1]。一般來(lái)說(shuō)，化工管道的設(shè)計(jì)工作十分復(fù)雜，包含應(yīng)力分析、材料選擇以及管道設(shè)備布置等環(huán)節(jié)，目前，為了進(jìn)一步保障管道安全，在應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上，加入了柔性設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。但是由于柔性設(shè)計(jì)剛剛起步，其發(fā)展并不成熟，且研究成果較少，這給化工管道的設(shè)計(jì)人員帶來(lái)了較大的困擾。針對(duì)柔性設(shè)計(jì)研究不足的問(wèn)題，文章將從應(yīng)力分析入手，在此基礎(chǔ)上分析柔性設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，為化工管道柔性設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 化工管道應(yīng)力種類分析

(1) 一次應(yīng)力分析。一次應(yīng)力分析指的是對(duì)化工管道所承受的載荷進(jìn)行分析，這里所討論的載荷指的是內(nèi)外應(yīng)力以及剪切力，其中，外應(yīng)力又包含風(fēng)載荷、人為載荷等。當(dāng)管道所承受的載荷達(dá)到超過(guò)管道自身的屈服強(qiáng)度時(shí)，管道會(huì)產(chǎn)生塑形變形，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)斷裂問(wèn)題，所以，為了保障管道安全，在進(jìn)行管道設(shè)計(jì)時(shí)，管道的屈服強(qiáng)度必須留有一定的裕量，管道所受載荷應(yīng)力計(jì)算公式如式(1)所示。一般來(lái)說(shuō)，一次應(yīng)力分析最為重要，因?yàn)檫@些應(yīng)力對(duì)管道安全的威脅程度最大，在對(duì)管道進(jìn)行安全校核時(shí)，應(yīng)根據(jù)管道的屈服極限進(jìn)行評(píng)價(jià)[2]?！?br>