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《Pipe Stress Engineering》（管道應(yīng)力工程），作者：Liang-Chuan (L.C.) Peng 彭良川（音） 這本書是管道應(yīng)力分析最經(jīng)典的書，也是國內(nèi)能找到的為數(shù)不多的管道應(yīng)力分析教程。 這本書的作者即使管道應(yīng)力分析軟件的編寫者，又是工程公司的創(chuàng)建者，在管道應(yīng)力分析方面的理論水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)無人能及。

</p><p>第四部分 ：-</p><p>在本節(jié)中，您將學(xué)習(xí)地下管道應(yīng)力分析，包括以下內(nèi)容</p><p>– 管道和管道有什么區(qū)別？</p><p>– 為什么我們必須對地下管道進(jìn)行管道應(yīng)力分析？</p><p>– 我們什么時候必須這樣做？

右鍵單擊Solution 插入總變形和應(yīng)力。單擊solve 進(jìn)行求解。圖25 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)計(jì)算中導(dǎo)入溫度圖26 溫度對管道造成的應(yīng)力圖27 溫度導(dǎo)致管道的變形來源：百度文庫

START管道應(yīng)力分析軟件和Nozzle FEM局部應(yīng)力軟件和 B31 一致START 管道應(yīng)力分析軟件和Nozzle FEM局部應(yīng)力分析軟件解決方案實(shí)施了 2022 年 B31.3 版本規(guī)范中現(xiàn)已發(fā)布的斜率更改，用戶可以在 ASME B31.3 和 ASME B31.1 的各種管道規(guī)范版本之間切換 。

圖4 數(shù)據(jù)后處理與可視化實(shí)際案例1—基礎(chǔ)管道應(yīng)力分析 （1）常規(guī)管道應(yīng)力分析（2）剛性件應(yīng)力分析（3）異徑管應(yīng)力分析（4）彎頭應(yīng)力分析實(shí)際案例2—組合管道應(yīng)力分析 （1）多種管道元件組合應(yīng)力分析 （2）可變彈簧自動選型

管道穩(wěn)定破壞是結(jié)構(gòu)問題，是管道形狀維持不住，整體失穩(wěn)導(dǎo)致管道左右擺龍，干擾附近管道和擋土墻；局部失穩(wěn)一旦發(fā)生，就會進(jìn)入塑性大變形，這時管道已經(jīng)從失穩(wěn)進(jìn)入破壞形狀后的塑性變形，導(dǎo)致通流通道縮小，管道產(chǎn)生應(yīng)力從壓應(yīng)力變成彎拉和壓應(yīng)力，嚴(yán)重會導(dǎo)致管道斷裂，否則應(yīng)力水平高會誘發(fā)應(yīng)力腐蝕，加速管道腐蝕減薄作用。

管道設(shè)計(jì)和工程在各個行業(yè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，確保流體的安全高效運(yùn)輸。 為了保持高標(biāo)準(zhǔn)的安全性和可靠性，行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)會定期更新，以反映最新進(jìn)展并應(yīng)對新出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。 在這篇博文中，我們的專家總結(jié)了 2020 年和 2022 年ASME B31.1管道規(guī)范更新，這些更新影響管道工程師和應(yīng)力分析師及其確定多向應(yīng)力分量合成當(dāng)量應(yīng)力方程的過程。

ASME B 31J 是 ASME 最近這些年，對 SIF 和 k 系數(shù)測試項(xiàng)目，并進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)和數(shù)值仿真驗(yàn)證研究的成果，旨在為金屬管道部件提供不同規(guī)范一個一致且最新的 SIF 和 k 系數(shù)表。ASME B 31J 提供了一種標(biāo)準(zhǔn)方法，針對各種類型的管道元件和三通接頭（包括標(biāo)準(zhǔn)、非標(biāo)準(zhǔn)和專有配件）的 SIF、k 系數(shù)和持續(xù)應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)（SSI）。

01 焊接件的物理模型 本文選取結(jié)構(gòu)鋼材料進(jìn)行管道焊接分析，管道內(nèi)徑r=25mm，外徑R=30mm,上/下管道高度為50mm。

圖3 管道模型建立 2.1 內(nèi)壓作用下的復(fù)雜應(yīng)力將輸油氣管道在介質(zhì)內(nèi)壓荷載作用下各個方向上的復(fù)雜應(yīng)力進(jìn)行分解，根據(jù)管道應(yīng)力分析理論，當(dāng)管道受內(nèi)壓荷載作用時，在輸油氣管道環(huán)向產(chǎn)生的應(yīng)力為：式中：σn為輸油氣管道環(huán)向產(chǎn)生的應(yīng)力，MPa;P為管道受內(nèi)壓荷載，MPa;D為輸油氣管道外徑，mm;t為管道壁厚，mm。

南京安世亞太公司 管道從安裝調(diào)試至投入使用期間，長期受到管道內(nèi)部液體的循環(huán)作用力，會造成連接管道的螺栓發(fā)生疲勞破壞，造成管道漏液的危險(xiǎn)情況 。管道在輸送液體時，連接管道的螺栓承受脈動循環(huán)載荷，主要受到了疲勞作用。

如果溫度變化時管道不能完全自由地膨脹或收縮，管道中將產(chǎn)生溫度應(yīng)力。在管道設(shè)計(jì)中必須考慮這種應(yīng)力，否則它可能導(dǎo)致管道的破裂，影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。燃?xì)?em>管道中有各種形式的補(bǔ)償器，設(shè)計(jì)人員有必要了解各種補(bǔ)償器的特點(diǎn)，并能夠正確選擇合適的補(bǔ)償器。

三、更新管道應(yīng)力規(guī)范 AIPIPE 2023R1版本更新了ASME B31.1-2020和 B31.3-2020版本，其中B31.1-2020針對管道應(yīng)力分析有了重大變更，采用了全新的管道應(yīng)力合成公式及元件應(yīng)力增大系數(shù)計(jì)算方法，計(jì)算結(jié)果相較于之前版本出現(xiàn)了顯著變化。

，因?yàn)樗兄诜乐?em>管道結(jié)構(gòu)在容器殼體或頭部處彎曲或泄漏；同樣獲得設(shè)備接管柔性對管道應(yīng)力分析也十分重要，這樣在高溫，配管路由收到很多限制下，可以減少管道柔性，通過引進(jìn)設(shè)備管口柔性，也可以降低管道系統(tǒng)二次應(yīng)力和降低管口推力和彎矩。

1.背景及意義盤為代表的管道連接結(jié)構(gòu)常常是整個系統(tǒng)中最容易發(fā)生失效的位置，因此，對管道接頭的接觸分析就顯得尤為必要，由于仿真能夠觀測處更準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變情況且時間及經(jīng)濟(jì)成本低，故本案例以法蘭盤為例，對法蘭盤管道接頭進(jìn)行仿真分析。2.問題描述圖1給出了法蘭盤的基本幾何尺寸及法蘭盤接頭的物理模型，其中圖1（A）為幾何尺寸，圖1（B）為物理模型。

大于DN100mm的管材采用等離子或氧乙炔焰切割下料，切口應(yīng)平整，切口端面傾斜偏差不應(yīng)大于管子外徑的1%，為提高本工程焊接質(zhì)量，減少組對及焊接應(yīng)力，最大偏差值可適當(dāng)嚴(yán)于規(guī)范，不得大于2mm。根據(jù)管道材質(zhì)、壁厚不同，坡口加工應(yīng)采用熱切割（手工氧乙炔焰、磁力管道切割機(jī)、不銹鋼管道切割機(jī)）或機(jī)械切割（半自動坡口機(jī)、管螺紋車床）。

02離心壓縮機(jī)出口管道布置的要求 經(jīng)過管道應(yīng)力分析后，出口管道在滿足壓縮機(jī)管口力及力矩的情況下，通常在管道出口附近設(shè)置變力彈簧支吊架，根據(jù)管道支架需要生根的地方確定合適的形式及類型，載荷及貼板大小根據(jù)應(yīng)力分析的結(jié)果統(tǒng)一考慮；壓縮機(jī)出口的管道不能有袋形；出口管道一般必須有防止氣體、液體倒流的止回閥，管道管徑偏大時，止回閥應(yīng)盡量靠近機(jī)組，防止逆流破壞壓縮機(jī)；出口管道的相關(guān)的操作閥門應(yīng)布置在壓縮機(jī)二層平臺上

而管道動動輒幾百米甚至幾十公里，冷態(tài)熱態(tài)下一變化，會產(chǎn)生極大的應(yīng)力，應(yīng)力超過管道的極限，管道自然吃不消了，可能會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。 當(dāng)自然補(bǔ)償不能滿足管道的要求時，我們通常會使用補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償器能吸收管道軸向、橫向、角向冷熱變形，并減少設(shè)備振動對管道的影響。蒸汽管道上的U型段作用也和這個類似。