电厂四大管道的应力计算讨论

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最近独自负责计算一电厂的四大管道应力，前前后后有4个月，因无人指导和校核，其过程备感孤寂和煎熬，然渐对CAESAR的使用特点逐步熟悉，也产生了不少疑惑，深感理论基础对于管道应力分析的重要性，无论CAESAR，还是GLIF都不过是一个分析的工具而已，更重要的是丰富的调试经验。

有以下问题，愿版上高手指点：

1.如何判定端口某一方向的较大弯矩的产生源头，最近对热再管道的调试过程中发现，端口弯矩更多与管道柔性有关，变更管道布置，增加管道柔性比更改支吊架型式及增加限位支架有效的多。端口弯矩往往是多个方向力共同作用的结果，需要分清主要作用力和次要作用力。CAESAR的static output的globe element force模块中提供了大量的节点受力数据，不知道怎样利用来分析端点的推力和弯矩，怎样判断端口某向弯矩是由于哪个方向管段的热位移造成的，怎样有效控制。

2.端口增加轴向限位及径向限位能有效的减少端口某向推力，但是另一向的弯矩有可能大幅增加，有顾此失彼的效果。

3.同一管段上增设两处以上限位支架，CAESAE计算不收敛，不得不采用单一限位。

4.弹簧吊架附近设置径向限位，CAESAE计算不收敛，一般要保持吊架与限位距离1m以上，才可以收敛计算出结果。这个实际上不利于管道支吊架的设置，因为现场的结构对支吊架生更点也是有限制的。

5.端口附近的弹吊设定载荷能有效控制端口的垂直向载荷，但是我一直对端口附近设置的吊架如果是刚性吊架，其作用效果我还没掌握特点。

6.建议CAESAE增加国内的材料库，如20，20G，12CrMoV等等，因为四大管道往往需要旁路管进行联算，而旁路管材质往往是国内材质。我在使用中发现不同的人自行添加的材料库数据不统一，甚至还有输错的。但是许用应力作为管道应力评定的标尺是非常严肃的数据，直接管系到管道的安全与否。目前除了使用《火力发电厂汽水管道设计技术规定》附录的一些材质数据外，我还参照了GB50316-2000《工业金属管道设计规范》，经过比对，《工业金属管道设计规范》中同一材质的许用应力值比火力发电厂汽水管道设计技术规定》中的偏小，目前我是取小值输入材料库。

7.关于限位支架的Gap值使用，似乎现在还没有很好的技术资料供学习参考，请问一下高手们的经验值是如何设定的。

8.三菱的燃机组的蒸汽机相比GE和SIEMENZ的燃机机组，许用推力和许用弯矩小2倍以上，许用推力在1500kg左右，许用推力矩在2000kg.M左右，过于保守，实际调试过程中很难满足，不知大家如何处理。从这点来说，我对日货的印象持保留意见。

9.高压管道和旁路管道的工作工况，大家是取两路同时工作，还是分旁路工作和不工作两种工况，那支吊架选型和应力分析以哪种工况为准？请赐教。

浅见，先说几点：

1,无人指导和校核－－－！！可以感觉到你的处境,对你,做这样的管道是很大的锻炼,也给你很大的压力,当然，感觉你说得夸张了一点，一般多少由点指导,如果确实指导非常有限，对你，负面的东西也是有的，那就是职业风险！！,没有指点的计算,交给你任务的人，可以说是犯罪。

校对的重要性人人皆知，因为无论如何，个人往往很难保证一点没有错误,校对则由于是另外一个人，往往看问题的角度和方向与你并不相同，并且经验也不同，而使得问题容易被发现。这就是为什么重要图纸，需要“好多”人校对，图纸上签署好多人名字的原因。当然事实上可能很多人只是签个名而已。

2,国内材料库一般需要自己添加，对添加的材料库需要有人专门管理和校对准确性，添加的材料的数据，应该依据权威的来源。如果对数据邮一定的疑问，在计算时可以考虑一定的余量，保证无忧。甚至对CII自带的材料库，也不能盲目相信，个人曾经发现过错误，COADE也此承认。

3,如果邮不同工作情况的管道，应该考虑这种不同情况，使得均不会有问题。

4,由于计算的管道，如果是你布置的，那么可以通过改变管道布置和支吊来满足设计的端口要求，但是可能不是你确定的主要布置，那就比较麻烦，因为对你来说，你需要在布置基本已经不太能改变的情况下，来作调整，带来困难，在无法降低端口力和力矩下，可以接触厂家，要求校核。

5,端口附近设置刚性吊架,需要视的管道情况,如果由于膨胀或者端口位移明显，显然是不合适采用刚性吊架的,否则可以通过试验性采用刚性吊架，来查看效果。

6,对GAP,事实上，一般的导向支架均有1－3毫米的安装空隙，一般来说，如果你的管道对几毫米的变化，即会发生应力和力和力矩不合格，就说明这样的设计是不好的。
你可以想想，即使限位支架没有间隙，那么只要你生根的钢结构发生一点变形。

说的真好！我已准备建议厂家重新校核准许值，因为我已经变换了多种管道布置，种种来看，一方面是许用值过低，一方面确实是CAESAE使用冷态弹性模量计算，是的端口的弯矩非常敏感，同等管道我用GLIF计算，推力和弯矩值都小的多。不过在业主要求CAESAR计算的情况下，我只能要求厂家进行变更和加固。事实上厂家的导汽管过长而且走向曲折，厂家供货范围内的导汽管只有两个弹簧吊架，而没有任何导向和限位支吊架，显然是不合理的。
如您所说，我们需要为限位支架增加1－3mm的GAP值以模拟真实情况么。

1,对于弹性模量的问题，你可以采用CII 5.0来计算，并且采用热态弹性模量来考虑端口推力和力矩

2,对于厂家范围内支吊不合理之类的，如果厂家范围内的管道是包括在你的计算模型中的，并且有条件在做支吊的，你可以接触厂家，希望厂家同意在上面由你来做个别支架，满足你的需求。

3,小的GAP,计算时可以不考虑,但是你要有数,事实上有GAP,不会影响你多少,否则你需要考虑这个GAP。具体数字可以查询具体的支架厂家手册以及其他实际上的可能导致间隙的因素。