第1章,地下管道
管道或管道附件的开孔补强应符合下列规定:
1,当支管直径小于或等于50mm时,可不补强
2,在主管上直接开孔焊接支管:当支管外径小于0.5倍主管外径时,可采用补强圈进行局部补强,也可增加主管和支管壁厚进行整体补强。支管和补强圈的材料,宜与主管材料相同或相近。
3,当支管外径等于或大于1/2倍主管外径时,应采用三通或采用全包型补强
4,开孔边缘距主管焊缝宜大于主管壁厚的5倍。
5,当相邻两支管中心线的间距小于两支管开孔直径之和,但大于或等于两支管直径之和的2/3时,应进行联合补强或增大主管管壁厚度。当进行联合补强时,支管中心线之间的补强面积不得小于两开孔所需总补强面积的1/2。
6,当相邻两支管中心线的间距小于两支管开孔直径之和的2/3时,不得开孔。
。 固定支墩的作用是防止管线的轴向运动。
固定支墩保护地下管道出土进入泵房或阀室;管道弯头、三通。
•主管与支管的连接。
•两个圆柱壳体呈直角(也可以是斜角)的组合件。
制造方法:–热冲压法 –焊接 –专门的补强圈和无补强圈的焊接三通
第六章:储罐
对油罐的基本要求:
•强度要求:卸载后,不应留下塑性变形。
•抗断裂的能力:无论在水压试验或操作条件下,油罐不得产生断裂。
•抗风的能力:在建造及使用期间,在建罐地区的最大风荷下不产生破坏。
•抗地震能力:要求在整个使用期间,在建罐地区的最大地震烈度下不产生破坏。 基础稳固:油罐基础在整个使用期间的不均匀沉陷要在允许的范围内。
浮顶优点:–不存在气体空间,减少了油品的蒸发。
–罐顶的自重受储液支持,受力状况良好。
•罐壁圈板由多块钢板对接焊成,各圈罐壁的纵缝应错开,其间距不小于500mm; •罐壁相邻上下圈板的连接可采用:
–(a)套筒式;(b)对接式;(c)混合式;
2 最小壁厚
•对于油罐上部的罐壁,由于考虑到安装和使用的稳定性要求,因而有最小厚度要求。 油罐的稳定性与D/t有关,所以油罐越大,所用钢板的最小厚度越厚。
3 最大壁厚
罐壁钢板越厚,越难保证焊缝质量。由于施工现场难以对焊缝进行热处理,故须限制储罐的最大壁厚。
•最大许用壁厚与材质和许用最低温度有关,同时也与一个国家的整体焊接工艺水平有关。
大型化的优点:–节省钢材;–减少投资;–占地面积小;
–便于操作管理;–节省管线及配件 用钢量最小值计算公式:∴Qmin=3tsminV
•开孔后的罐壁将在孔的附近产生应力集中,导致孔口疲劳破坏或脆性裂口,使孔口撕裂; •补强办法:在开孔的周围焊上补强钢板,增大开孔周围的壁厚;等截面”补强方法2WZ=0.082D2H浮顶的设计应满足以下四个条件:
(1)对于单盘式浮顶,设计时应做到单盘板和任意两个相邻舱室同时破裂时浮顶不沉没;对于双盘式浮顶,设计应做到任意两个舱室同时破裂时浮顶不沉没。
(2)在整个罐顶面积上有250mm降雨量的水积存在单盘上时浮顶不沉没。
(3)在正常操作条件下,单盘与储液之间不存在油气空间。(4)在以上各种条件下,浮顶能保持结构的完整性,不产生强度或失稳性破坏。
第二章:地上管道
•当管径小于DN300的大型跨越工程,宜选用悬链、悬缆结构。
•当管径大于DN300的大型跨越工程,宜选用悬索、斜拉索或其组合结构。
•当管径大于DN300的中型跨越工程,宜选用组合管拱、轻型托架、桁架结构。当河床稳定、无通航要求时,亦可选用连续梁式结构。
•小型跨越工程,宜选梁式、单管拱、“π”型刚架、轻型托架、桁架等结构。
•管道跨度设计理论基础——连续梁;
•管道跨度设计条件——强度条件和刚度条件;强度条件中考虑了塑性;刚度条件中有允许反坡和不允许反坡两种情况;
•平面管系的热应力计算——力法(弹性中心法),工程上还应用图解法、计算程序法、简化计算法等;
•地上管线常常需要热应力补偿设计——伸缩装置和弯曲管段;
地上管道还存在振动问题。
第三章海底管道•施工投资大:铺管船、开沟船和10余只辅助作业的拖船组成的庞大的专业船队等
施工质量要求高:维修困难
•施工环境多变:海况变化剧烈、迅速
•施工组织复杂:管道的预制,船队的配件、燃料和淡水的供应等(海陆联合组织) •斯托克斯波–二阶波–三阶波–四阶–五阶波(用来描述大振幅的振荡波的性质) •椭圆余弦波(用来描述长的、有限振幅的波在浅水中的传播)
•线性波(用来描述小振幅的振荡波的性质)
速度和加速度由波浪和海流复合作用引起。
波浪参数有波速、波长、波高;
海水对管道的动水作用力:升力、阻力和惯性力;动水作用力根据Morison方程计算; •作用在海底管道上的力:重量、动水作用力、浮力和摩擦力;
•海底管道的稳定性措施:配重、稳定压块、埋设和机械锚固。
•屈曲也称为失稳,是指结构丧失了保持其原有平衡形状的能力。
•由于管道的薄壁、细长的结构特性,在其受力和变形条件稍有恶化时,容易产生屈曲破坏。
•与陆上管道相比,海底管道可能更容易发生屈曲破坏。
•第4章,管道屈曲
管道产生屈曲的原因,通常有外压作用下的弹性失稳、机械作用或管道本身缺陷造成的局部屈曲、弯曲屈曲和象“压杆”一样的纵向
•几种常见的屈服形式有:轴向屈曲、上浮屈曲、压扁、外压下的屈曲、屈曲传播等; •陆上管道的屈曲验算的安全系数取0.60~0.75;
•在陆地管道的屈曲分析中需要考虑土壤刚度的影响;按考虑管道的弯曲曲率和不考虑管道的弯曲曲率两种情形考虑。
•海底管道的上浮屈曲中存在安全温升;
•管道有临界外压;
•在外压下,局部屈曲管道会发生屈曲传播,分别存在屈曲起始压力和屈曲传播压力,屈曲起始压力大于屈曲传播压力;
三种形式的止屈器。活动式,管通式,焊接式
•管道抗震的设计规定:设防地震动峰加速度为0.1~0.15g以上(地震烈度为七度)。 •地震对管道的影响:
–断层 –土壤液化 –地面波动
•断层是两部分地壳板块之间挤压而导致断裂面,并沿该断裂面发生相对运动;
•断层类型有三种:–走滑断层——主要运动发生在水平面;–正断层——正断层使管道承受拉伸变形;–逆断层——逆断层使管道承受压缩变形。
断层对管道的作用: 三种可能的破坏模式:拉裂、局部屈曲和梁式屈曲 •油气管道的抗震设防烈度是七度。
•地震影响管道主要有三种作用:断层错动、土壤液化和地面振动。油气输送管道的抗震设计也是从这三个方面分别考虑。
••地震释放的能量大小用震级表示,一般采用里氏震级。地震烈度是指某一个地区、地面及房屋建筑等工程结构遭受到一次地震影响的强烈程度。
•砂土液化使土壤强度减少甚至完全丧失,影响土壤液化的因素有:砂土的粒度组成、砂土的密度、砂层的有效覆盖压力、地震的烈度和持续的时间。
•根据地面在地震波作用下的运动计算管道的应力。