管道基础知识.ppt
B 在最低操作温度下,油管道的夏比冲击功(做夏比V形 缺口冲击试验)在0.1SMSY以上,气管道在 0.125SMYSJ以上,则可控制延性失稳断裂
可焊性
可焊性是指金属材料在一定的焊接工艺条 件下,施焊获得优质焊缝接头的难易程度。
影响可焊性的因素很多,但主要取决于材 料的化学成分、纯洁度和轧制工艺。现代 冶金通过加入有益的微量合金元素,冶炼 脱出有害杂质,提高金属的纯净度,采用 新的轧制工艺等方法
了解了对管道材料的要求下面来了解管道 厚度设计方面基础知识
管道许用应力计算
管道的许用应力按下式计算
[ ] ks
式中[ ]-许用应力 K-强度设计系数(设计系数由设计规范确定,
它反映具体管段的运行特性、可能出现的 破坏后果、检修的难度、安全和环保要求 等。)
-焊缝系数
真正管道壁厚设计时前面介绍的远远达不 到要求,要考虑的因素很多。下面给大家 介绍大家比较关心的管道随着时间会出现 的一些问题!
轴向应力和变形
轴向应力产生的原因是温度变化和环向应力的泊松效应。温度变化等 因素的变化的作用将使管道产生不可忽视的轴向变形。
热应力 物体一般都有热胀冷缩的性质,管道也不例外。当温度升高时管道要
油气储运管道多处于高压状态,有的管道还要处 于高温状态。油气为易燃易爆物质,并存在氢腐 蚀等问题。
长距离、大管径、高压力、薄管壁现已成为油气 输送管道发展的方向。为了减少钢材的消耗和节 省投资,获得最佳的经济效益,就要求提高管材 强度;对高强度薄管壁管道,为防止断裂事故发 生,则要求管材有较好的韧性;良好的可焊性保 证管道制管和焊接质量的基本条件。
钢管的尺寸系列
1 管的公称直径(DN)系列 公称直接是用以表示管道系统组件规格的
一个尺寸数字。在一般情况下,是一个完 整的数字,与组件的真实尺寸接近,但不 相等。国际上通常把钢管的公称尺寸称为 公称直径而不称为公称通径
2 管的外径系列
根据钢管的生产工艺的特点,钢管产品是 按外径壁厚系列组织生产的。
设一直管两端被固定, 管段长度为L,横截面 积为A,弹性模量为E, 管道的温度变化为△t, 管材的线膨胀系数为a。
如果管道能自由伸缩, 则伸长量为
▽Lt=aL▽t
管道振动问题
管道振动问题 管道振动会引起管道和管架的疲劳损坏。诱发建筑物振动以及噪声等。
s -钢管的最低屈服强度
管道厚度设计
管道的壁厚由环向应力公式并遵循有关规 范或标准确定,按照我国《输油管道工程 设计规范》(GB50253-2003)中规定, 输油管道直管段的设计公式如下:
PD/ 2[ ]
壁厚,m
P—设计压力,mpa D—外径,m [ ]—输油管道的许用应力
管道材料选择
三项最基本的质量控制指标:强度、韧性、 可焊性
Hale Waihona Puke 强度 强度 强度就是指钢管产品的“公称最低屈服强 度(SMYS)”其指标包括屈服极限(屈服 点)、屈服强度和抗拉强度
选用高强钢无疑可获得一定的经济效益, 但国外一些资料建议,为了提高管道的抗 断裂及抗疲劳性能和大口径管道的稳定性, 适当增加壁厚和相应的屈服比应给予重视
管材的要求
较之一致的看法是要求管材的强度高,韧 性高,具有良好的焊接性、抗断裂性抗疲 劳性和耐浊性;同时,要求钢管管体尺寸 精度高,易于加工和安装,并且成本低
管道器材的分类
压力管道按其用途分为3种 GA :长输管道 指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质的
管道如油气长输管道 GB: 公用管道 指市政公共设施管道如燃气管道和热力管道 GC:工业管道 指企业内部的工艺管道
举例
1950年 美国TRANSWERSTERN公司有 一条管径782MM的管道在试压时断裂,长 度达13KM据美国统计1970-1975的六年 间操作管线发生2459次事故。新管道试压 时发生1389次事故。
韧性
二、韧性 韧性是指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量,其主
要指标包括断后伸长率、断面收缩率、冲击韧性和硬度 油气管道的断裂大多属于管材或焊缝中裂纹(缺陷)的扩
管道基础知识
靖江龙威物流部 许正龙
管道按照铺设位置分为:地下管道、地上管道、 海底管道。
在油库和炼油厂中的输油管道,常设置在地面管 架上和地下管沟中。
地上敷设的优点有:不影响土壤环境,且不受地 下水位的影响,检修方便,发现和清除事故容易。
缺点是:管道直接设置在空气中,对于非常温管 增加了热冷温度的损失,限制了通道的高度,不 美观。
伸长,在温度下降时管道要缩短。显然,如果温度变化时管道能够自 由伸缩,管道将不受力。当管道到某种约束时,它不能自由伸缩或伸 缩受到一定限制,管道就要受力 。在管道中由于温度变化产生的应 力,称为管道热应力。 管道出现温度变化的主要原因是:管道在敷设施工时的温度由外部气 温决定,而在运行过程中则由输送产品的温度决定,两者之间必然存 在误差,不可避免地在管道运行过程中产生应力或伸缩变形。管道工 作温度高于按照温度时,热应力为压应力;管道工作温度低于按照温 度时热应力为拉应力。
张超过临界裂纹长度所引起的。油气管道在应力作用下, 裂纹扩张可产生两种不同性质的断裂形式,一种是延性断 裂,另一种是脆性断裂 管壁温度接近或低于材料的韧脆转变温度,则产生延性断 裂 反之为脆性断裂 原因有:钢材中含有害的化学成分、应 力集中、加工硬化、低温以及焊接区域结晶组织的改变等。 在钢材冶炼过程中添加铌、钛等增强合金元素,采用控制 轧钢工艺,是改善管材韧性的有效途径
根据对管材韧性的研究,人民得出以下结论:
⑴ 管径越大、管壁越厚、则管道的抗断裂性能越好
⑵ 管材的冲击韧性在一定范围内,冲击韧性越高,抗缺 陷能力越高当管材的冲击韧性高到某一确定值时,韧性的 提高对管材的抗断裂性能不产生明显影响
⑶钢管在韧性指标应满足以下条件
A 在最低操作温度下,落锤试验(DWTT)的剪切面积 SA>85%,管线一般不会发生脆性失稳扩张