Q/SY 06509.4-2016 炼油化工工程管道设计规范 第4部分：管道应力分析
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所属分类：石化规范
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Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY06509.4-2016
炼油化工工程管道设计规范第4部分：管道应力分析
Piping specification for oil refining and petrochemical engineering-Part 4:Piping stress analysis
2016-01一27发布2016-04-01实施
中国石油天然气集团公司发布
1范围
Q/SY06509的本部分规定了炼油化工管道应力分析的设计要求、设计条件及设计方法等内容。本部分适用于中国石油天然气集团公司石油炼制、石油化工建设工程及其他相关工程的新建、扩建或改建工程中地上的工业金属管道及非金属衬里工业金属管道的应力分析设计。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T20801压力管道规范工业管道
GB50009建筑结构荷载规范
JB4732钢制压力容器分析设计标准
SH/T3039石油化工非埋地管道设计通则
SH/T3041石油化工管道柔性设计规范
API Std 610石油、石化和天然气工业用离心泵(Centrifugal pump for general refinery service)
API Std617石油及化工和气体工业用离心压缩机(Axial and centrifugal compressors and expander-compressors for petroleum,chemical and gas industry services)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
持续应力sustained stresses
由压力、重力和其他持续荷载共同作用时，管道和管道元件所产生的轴向应力。
3.2
位移应力displacement stress
管道组成件中由位移应变引起的应力。
3.3
偶然荷载occasional load
临时性荷载和瞬态荷载（如风、地震、安全阀开启冲击力等）称为偶然荷载。
3.4
冷紧cold spring
安装阶段对管道施加的预变形，以补偿使用工况下管道可能发生的反向变形。
4设计要求
4.1一般要求
4.1.1管道应力分析应考虑下列设计条件：
a)管道系统的压力、重力（包括隔热层、管道组成件、管道介质重量）、冰雪等持续荷载。
b)管道系统的温差荷载。
c)管道端点的附加位移，包括管道系统相接处的端点位移，风力、海浪等引起的端点位移，设备或支架热胀冷缩引起的端点位移、设备基础沉降位移和支吊架永久性的位移等。
d)管壁温差，如管壁上温度发生急剧变化，或由于温度分布不均匀而产生的管壁应力及荷载。
e)夹套管因内外管温度差而产生的荷载.
f)临时性荷载，如风、地震等。
g)瞬态荷载，如流体瞬变流动的冲击、阀门开关引起的压力短时升高和水锤、安全阀泄放时对管道的反冲力、两相流等。
h)循环荷载，如管道系统压力循环荷载、温度循环荷载及其他循环交变荷载。
注：当基本雪压大于或等于450N/m2时，对于公称直径大于或等于DN150mm。设计祖度低于或等于50℃的管线，应将冰雪荷载作为持续荷载考虑。
4.1.2管道应力分析应保证所有管道系统（含管道、管道元件及管道支吊架》在4.1.1所述的荷载作用下，具有足够的强度和适当的柔性，以避免出现如下情况：
a)因应力超限或金属疲劳原因引起的管道或支吊架失效。
b)管道连接部位产生泄漏。
c)因推力和/或力矩过大，而导致管道元件或与管道相连接的设备产生过大的应力或荷载超限，影响设备正常运行。
d)因推力和/或力矩过大，而导致管道支吊架破坏。
4.1.3管道支吊架的布置和选型应降低管道的应力，并减小对相连设备的荷载作用。
4.1.4管道设计中，宜采用下列方法改善管道的柔性：
a)调整管道支吊架的位置和/或型式。
b)改变管道走向或设备布置。
c)选用合适的补偿装置，如金属膨胀节等。
4.1.5弹簧支吊架的设计，应保证其能够承受外力作用下可能出现的最大变形，同时应防止在外力作用下弹簧发生过量位移而导致失效。
4.1.6对于有毒或可燃介质的管道，不得采用填函式膨胀节。
4.1.7选用金属膨胀节型式应考虑膨胀节刚度对管道系统的能响。采用无约束轴向膨胀节时，应考虑轴向压力推力对管道系统及管道支吊架的作用，宜根据GB/T12777及EJMA标准设置必要的支架。
4.1.8管道不应采用冷紧措施来降低对转动设备管口的作用力。
4.1.9对存在脉神荷载的管道系统，如与往复式压缩机、往复泵等设备相连的管道，除进行详细的静力应力分析外，宜依据相关规定要求进行动力分析。管道支吊架的布置还应防止管道发生共振。
4.1.10管道应力分析设计所采取的指施应安全可靠、经济合理。