管道端点的附加位移计算

管道端点的附加位移

由于外部原因（如潮汐、风吹、地震、地面沉降、设备热位移等）引起的约束移动，也能使管道产生位移，使管系产生位移应力。其中由于地面沉降而引起的约束移动为一次性作用，因此不会给管道的疲劳寿命带来显著影响。在进行管道柔性设计时，必须将管端的附加位移考虑进去。

➢ 设备管口附加热位移的计算

➢ 塔顶部管口可分三类处理，即封头中心管口、封头斜插管口和上部简体径向管口，管口的热膨胀量分别按下列方法确定：

➢ 封头中心管口热膨胀量的计算

➢ 封头中心管口只有一个方向的热膨胀，即垂直方向，考虑到从塔固定点至封头中心管口之间可能存在操作温度和材质的变化，故总膨胀量按下式计算：

△Y=L1α1(t1-t0)+L2α2(t2-t0)+……+ Liαi(ti-t0) (1)

式中：△Y——塔顶管口总的热膨胀量；

Li——塔固定点至封头中心管口之间的温度和材质变化的分段长度；

αi——线膨胀系数，由20 ℃至ti℃的每米温升1℃时的平均线膨胀量；

1

ti——各段的操作温度，℃；

t0——安装温度，一般取20 ℃ 。

➢ 封头斜插管口热膨胀量的计算

封头斜插管口有两个方向的热膨胀，即垂直方向和水平方向的热膨胀，垂直方向的热膨胀量计算同式(1)，水平方向的热膨胀量按下式计算：

△X=Lα1(t—t0) (2)

式中：

△X——封头斜插管口水平方向的热膨胀量；

L——分馏塔中心线距封头斜插管口法兰密封面中心的水平距离；

α1——线膨胀系数，由20 ℃至t℃的每米温升l℃时的平均线膨胀量；

t——分馏塔顶部的操作温度；

t0——安装温度，一般取20 ℃ 。

➢ 上部简体径向管口热膨胀量的计算

➢ 上部筒体径向管口有两个方向的热膨胀，即垂直方向和水平方向的热膨胀，垂直方

2

向的热膨胀量计算同式(1)，水平方向的热膨胀量按下式计算：

➢ △X=Lα1(t—t0) (3)

➢ 式中：

➢ △X——上部简体径向管口水平方向的热膨胀量；

➢ L——塔中心线距上部筒体径向管口法兰密封面的距离；

➢ α1——线膨胀系数，由20℃至t℃的每米温升l℃时的平均线膨胀量。

设备管口附加位移计算

AYAYBBXBALBXBYBHTLALCBHBLBLDYAAYCBXHCAXCCACHHHDHCYCDXDYD

3

1. 立式设备管口附加位移

① A管口：△YA =HA×α×（T-20）mm。

② B管口：△YB =HB×α×（T-20）mm；

△XB =LB×α×（T-20）mm。

③ C管口：△YC =HC×α×（T-20）mm。

2. 卧式设备管口附加位移

① A管口：△YA =HA×α×（T-20）mm；

△XA =LA×α×（T-20）mm。

② B管口：△YB =HB×α×（T-20）mm； △XB =LB×α×（T-20）mm。

③ C管口：△YC =HC×α×（T-20）mm； △XC =LC×α×（T-20）mm。

④ D管口：△YD =HD×α×（T-20）mm； 4

△XD =LD×α×（T-20）mm。

注：式中α为设备壳体在T温度，对应材料下线膨胀系数。

5