1. 材料许用应用的确定基准应符合相关标准的要求。
2. 管道组成件材料的许用应力,中国标准材料应符合现行国家标准的有关规定;美国标准材料应符合ASME B31的有关规定。
3. 管道柔性设计的应力限制应符合相关标准的有关规定。
4. 持续荷载的计算应力应符合下列要求:
①. 管道组成件的厚度及补强计算满足规范的要求,则由于内压所产生的应力应认为是安全的。
②. 管道组成件的厚度及稳定性计算满足规范的要求,则由于外压所产生的应力应认为是安全的。
③. 管道中由于压力、重力和其他持续荷载所产生的纵向应力之和σL,不应超过材料在预计最高温度下的许用应力[σ]h。
5. 计算的最大位移应力范围应符合下列要求,与ASME B31.3一致:
6. 许用位移应力范围计算应符合下列要求:
①. 对于铸件,热态及冷态下的许用应力应计入铸件质量系数Ec。对纵向焊接接头,热态及冷态下的许用应力([σ]c及[σ]h)不需乘焊接接头系数Ej。
②. 管道位移应力范围减小系数f主要用于耐蚀性良好的管道,在主应力循环数高的地方,应采用抗腐蚀的材料。
7. 偶然荷载与持续荷载产生的应力应按下列要求:
①. 管道在工作状态下,受到内压、自重、其他持续荷载和偶然荷载所产生的纵向应力之和,应符合下式规定,且式中应力增大系数i的0.75倍的值不得小于1。
在操作条件下的压力、重力及其他持续荷载产生的纵向应力与风荷载或地震荷载等临时荷载产生的应力组合,不应大于现行国家标准规定的材料许用应力的1.33倍;进行应力组合时,风荷载和地震荷载不应同时考虑。
②. 在试验条件下所产生的应力可不受持续荷载及最大位移应力范围的限制,可不计入其他临时性荷载。
除另有规定外,在系统压力试验下管道中产生的应力,不应超过管道在该试验温度下许用应力的1.5倍,并不考虑风荷载、地震荷载等临时荷载的影响。
③. 地震烈度在9度及以上时,应进行地震验算。
8. 管道运行中的压力和温度的允许变动范围应符合下列规定:
金属管道在运行中其压力、温度或两者同时发生非经常性的变动,且下列所有规定都能满足时,应认为在允许的范围内。否则,必须按照压力-温度变动过程中耦合时最严重工况下的设计条件确定。
①. 没有铸铁或其他非塑性金属的受压组成件。
②. 公称压力产生的应力不应超过在设计温度下的屈服点。
③. 纵向应力不应超过本规范规定的极限。
④. 在管道寿命内,超过设计条件的压力-温度变动的总次数不应超过1000次。
⑤. 在任何情况下,最高变动压力不应超过管道的试验压力。
⑥. 超过设计条件的非经常性变动应符合下列限制之一。
允许超过压力值或提高温度的程度相当于允许提高许用应力值,其规定如下:
一次变动持续时间不超过10h,且每年累计不超过100h时,许用应力提高不得超过33%。
一次变动持续时间不超过50h,且每年累计不超过500h时,许用应力提高不得超过20%。
⑦. 持续的和周期性的变动对系统中所有组成件的工作性能无影响。如压力变动对阀座等部件的密封无影响。
⑧. 变动后的温度不应低于规范中规定的最低使用温度。
对于非金属衬里管道,压力和温度允许的变动值,应在取得成功的使用经验或经过试验证实可靠时,方可使用。
9. 对于动力管道,一般遵循DL/T 5054《火力发电厂汽水管道设计规范》、ASMEB31.1《动力管道》、EN 10216《承压设备用无缝钢管》等规范的要求。许用应力要求与工艺管道、工业管道有些不同。
除延伸率大于等于30%的奥氏体不锈钢和镍基合金外,管子与管件用钢材的许用应力应根据钢材的强度特性取下列三项中的最小值:
10. 对于公用管道,在我国一般遵循GB/T 38942《压力管道规范 公用管道》等规范的要求。许用应力要求与式(1.7.5)相同。
11. 对于长输管道,一般遵循GB/T 34275《压力管道规范 长输管道》、GB 50251《输气管道工程设计规范》、GB50253《输油管道工程设计规范规范》、ASME B31.4《液态烃和其他液体管线输送系统》、ASME B31.8《输气和配气管道系统》等规范的要求。
①. 输油管道直管段的许用应力应符合下列要求。
a. 线路段许用应力要求
b. 输油站内管道的许用应力应按GB50253的规定选取。
c. 对于旧钢管,如有出厂证明及制造标准资料,经材料性能检验及试压合格后,可按式(1.7.6)计算许用应力。
d. 对于为了达到规定的最低屈服强度要求而进行过冷加工(控轧、冷扩),并在其后加热至大于或等于300℃(焊接除外)的钢管,其许用应力应按式(1.7.6)计算值的75%取值。
e. 钢管的许用剪应力不应超过其最低屈服强度的45%;支承外载荷作用下的许用应力(端面承压)不应超过其最低屈服强度的90%。
②. 管道结构支承固定件、结构附件和约束件所用钢材的许用拉应力和压应力不应超过其最低屈服强度的60%;许用剪应力不应超过其最低屈服强度的45%;支承应力(端面承压)不应超过其最低屈服强度的90%。
③. 管道及管件强度验算的应力限用值应符合下列规定:
a. 根据设计内压力计算出的应力值不应超过钢管的许用应力;
b. 对于输送加热油品的管道,当管道轴向受约束时,其当量应力不得超过钢管最低屈服强度的90%;当管道轴向不受约束时,热胀当量应力不得超过钢管的许用应力;
c. 架空结构构件的强度验算应符合GB50459的规定。
④. 管道及管件由于永久载荷、可变载荷所产生的轴向应力之和,不应超过钢管的最低屈服强度的80%,但不应将地震作用和风载荷同时计入。
⑤. 跨越管段钢管许用应力应按式(1.7.7)计算: