1. 弹性准则
在进行金属材料强度分析时,可用的分析方法是很多的,如弹性分析法、极限分析法、安定分析法、疲劳分析法、非弹性分析法、试验应力分析法等。但目前应用最多的仍是弹性分析方法,如我国的压力容器规范GB150就是采用这种方法。安定分析法、非弹性分析法和试验应力分析法等在现在的工程设计中也时有用到,只不过没有普及而已,如JB4237《压力容器分析设计方法》即是突破了弹性理论的范畴,使得设计更先进、更科学,但它受材料、制造、检验、监察、安全评定手段等因素的制约尚不能在大范围内应用。极限分析法和疲劳分析法则常分别用于高温蠕变和交变应力情况下的材料强度分析。SH 3059标准给出的管道壁厚计算公式是按弹性准则导出的,即将材料限制在弹性范围内。这个准则同样也反映在法兰和阀门的温度-压力对应值的计算方法上。
2. 等强度原则
等强度原则就是指同一管道中各个元件具有对介质相同的适应性、相同的强度和相同的寿命(可拆的易损件如阀门填料、垫片除外),主要体现在材料的配伍和应用标准的选用上。对于管道元件的公称压力等级,应选用同一应用标准或相近的应用标准,它们的温度-压力表也应该相同或相近。对于用壁厚等级表示的管道元件,应选用同一体系的应用标准,而应用标准中关于强度的定义就已经说明了它们遵循等强度的原则,而且这个等强度原则是通过管道壁厚等级号(通常称为管子表号)来表示的。“同一个管道中一些管件如弯头、三通、异径管等由于存在应力集中的问题,其壁厚等级应比管子高一级”的看法是不对的。
3. 靠系列原则
工业管道的组成件都是标准化、系列化的。这样做有以下几个优点:互换性好;便于大规模工业化生产;备材、保管、施工管理费用低。在石油化工生产中,由于介质种类很多,操作参数也在很宽的范围内变化,要实现对每个操作工况都取理想化的压力等级是不现实的,也不一定是经济的。因此,各个国家、各个行业都推出了相应的应用标准,将常用的管子、管件、法兰等组成件进行适当的归类,使其形成标准系列。工业管道设计人员在设计中应尽量选用标准的管道组成件。