9.5.1 设计管道时,应根据可能出现的各种工况,包括运行初期、运行、停运、松弛后及承受偶然荷载等工况分别计算作用力和力矩。当计算机程序中不包括滑动支架的摩擦力时,应采用手算修正管端的作用力。
9.5.2当管道无冷拉或各方向采用相同冷拉比时,管道对端点或设备接口处的作用力和力矩的计算可按下列规定,并宜用于无中间约束,只有两个固定端点的简单管道系统。
9.5.2.1在最高温度或最低温度下,管道对设备或端点的作用力和力矩,应按式(9.5.2-1)计算。
9.5.2.2在安装温度下,管道对设备或端点的作用力和力矩,应按式(9.5.2-2)及式(9.5.2-3)计算。
或
当时,取RC和RC1中的大值;
当时,取RC为安装温度下对高端和设备接口处的作用力和力矩。
式中:CS——冷拉比,由设计者根据需要确定,可在0~100%中取用;
Eh——在最高或最低温度下管道材料的弹性模量(MPa);
E20——在安装温度下的管道材料的弹性模量,一般可取材料在20℃时的弹性模量(MPa);
Rh——管道运行初期在最高或最低温度下对设备或端点的作用力(N)和力矩(N·mm);
RC——管道运行初期在安装温度下对设备或端点的作用力(N)和力矩(N·mm);
RE——以E20和全补偿值计算的管道对端点的作用力(N)和力矩(N·mm);
RC1——管道应变自均衡后在安装温度下对设备或端点的作用力(N)和力矩(N·mm);
[σ]h——在分析中的位移循环内,金属材料在热态(预计最高温度)下的许用应力(MPa);
σE——计算的位移应力范围(MPa)。
9.5.3当计算的管道为多固定点的复杂管系或沿坐标轴各方向采用不同冷拉比时,应采用管元件的变形系数及各方向的冷拉值等的方程组,计算运行初期在安装温度下,管道对设备或端点的作用力和力矩,并与本规范式(9.5.2-3)计算管道自均衡后在安装温度下对设备或端点的作用力和力矩相比较,取其较大值作为安装温度下管道对设备或端点的作用力和力矩。
管道在最高温度或最低温度下对设备或端点的作用力和力矩,应按下式计算:
条文说明
9.5 管道对设备或端点的作用力
9.5.1~9.5.3在计算运行初期冷态作用力时,计算补偿值即冷补偿值仅为冷拉值;在计算运行初期热态作用力时,计算补偿值除管系热膨胀值和管道端点的附加位移值外,还要计及冷拉值的无效部分(不冷拉就不存在这项)。