工業(yè)管道柔性設計—【閥門小知識】
2023-10-20 19:59:51??????點擊：
上海工開閥門制造有限公司生產閘閥、球閥、蝶閥、截止閥、止回閥、旋塞閥、柱塞閥、調節(jié)閥、安全閥、水力控制閥等產品。例如，該公司生產的高壓鍛鋼球閥有如下優(yōu)點：閥體鍛造，流道毛坯整鍛成形，流道表面高溫堆焊司太萊合金，耐高溫、耐腐蝕。密封環(huán)采用高硬度、高強度、耐腐蝕的司太萊合金材料，經精密加工而成，密封性能好。閥座采用彈性結構，在高溫高壓下能自動回位，可重復使用。密封試驗壓力達42MPa，持續(xù)時間可滿足各種工況要求。為您介紹以下有關閥門的知識：
一、工業(yè)管道柔性的概念
管道的柔性是反映管道變形難易程度的一個物理概念，表示管道通過自身變形吸收熱脹、冷縮和其他位移變形的能力。不同方式的支撐將會對管道的熱脹起到不同程度的阻礙作用。對于空間管道，可能同時受到彎曲、扭轉、剪切等。管道對約束點的推力也因管道中各單元的變形而發(fā)生了較大的變化。
進行管道設計時，應在保證管道具有足夠的柔性來吸收位移應變的前提下，使管道的長度盡可能短。在管道柔性設計中，除考慮管道本身的熱脹冷縮外，還應考慮管道端點的附加位移。
二、工業(yè)管道柔性設計的目的
工業(yè)管道柔性設計的任務是使整個管道系統(tǒng)具有足夠的柔性，用以防止由于管道的溫度、自重、內壓和外載或因管道支架受限和管道端點的附加位移而發(fā)生下列情況：
（1）因應力過大或金屬疲勞而引起管道破壞。
（2）管道連接處產生泄漏。
（3）管道推力或力矩過大，使與其連接的設備產生過大的應力或變形，影響設備正常運行。
（4）管道的推力或力矩過大引起管道支架破壞。
三、管系的柔性設計程
（1）對于復雜管道可用固定點將其劃分成幾個形狀較為簡單的管段，如L形、π形、Z形等管段再進行分析計算。
（2）確定管道固定點位置時，宜使兩固定點間的管段能夠自然補償。
（3）首先應利用改變管道走向獲得必要的柔性，但由于布置空間的限制或其他原因也可采用其他補償器獲得柔性。
（4）在有毒及可燃介質管道中嚴禁采用填料函式補償器。
（5）采用π形管段補償時，宜將其設置在兩固定點中部。
（6）冷緊可降低操作時管道對連接設備或固定點的推力和力矩，但連接轉動設備的管道不應采用冷緊。與轉動設備相連接的管道應滿足無應力安裝的要求。管道采用冷緊時，冷緊有效系數宜取三分之二。
（7）在管道柔性設計中，應考慮支架摩擦力的影響，摩擦系數應按下表選取。
（8）當采用吊桿或彈簧吊架承受管道荷載時可不考慮摩擦力的影響。
（9）往復式壓縮機和往復泵的進出口管道除應進行柔性設計外，還應考慮流體壓力脈動的影響（振動分析）。往復式壓縮機參照API 618及往復泵API 674
（10）管道柔性設計包括簡化分析方法和計算機分析方法。分析方法應根據管道所連接的設備類型、管道操作溫度和公稱直徑等設計條件確定。
（11）宜用計算機分析和不用分析的管道，詳見《SH∕T 3041-2016 石油化工管道柔性設計規(guī)范》，也可參照其他標準規(guī)范的規(guī)定。
（12）管道柔性設計應計及下列動載荷：
a、水力沖擊、流體流速變化和柱塞流等情形產生的沖擊力；
b、露天布置的管道受到的風載荷；
c、地震載荷；
d、流體排放產生的反作用力。
四、冷緊的概念
此處的冷緊與法蘭緊固件的冷緊不是一個概念，此處的冷筋類似于大型機泵的冷對中。
冷緊是指在安裝時(冷態(tài))使管道產生一個初位移和初應力的一種方法，冷緊通常是在安裝時采用將管道割短(適用于操作溫度高于安裝溫度情況)或加長(適用于操作溫度低于安裝溫度情況)的方法來完成。冷緊的目的是將管道的熱位移的一部分分配到冷態(tài)，從而降低管道在熱態(tài)下的熱脹應力和對端點的推力和力矩。冷緊并不能改變管道的柔性，因此也不能改變熱脹的應力范圍，但它能降低管道的熱態(tài)力，故設計中時常被采用。
就鋼材的強度來說，在常溫下所能承受的荷載較之熱態(tài)下所承受的荷載要大得多，因此將管道熱變形轉移到冷態(tài)的做法是有利的，所以，不同行業(yè)的管道設計規(guī)范都規(guī)定了對管道冷緊的要求。
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