管道應力分析與工程應用書名：管道應力分析與工程應用

定價：180元

作者：宋岢岢

字數(shù)：874千字

頁數(shù)：542頁

開本：16開

裝幀：平裝

出版時間：2020-10

出版社：中國石化出版社

書號：9787511459572

本書為配管設計(管道設計)參考書，既有系統(tǒng)的管道應力分析理論知識介紹，又有國內外大、中型工程應用實例，同時能夠緊密結合最新的現(xiàn)代化工程技術在管道設計中的應用，介紹了現(xiàn)代計算機技術在配管設計中的應用及提高配管設計工作效率的一些技巧，并結合最新版的國內外標準規(guī)范，對配管設計應力分析進行了系統(tǒng)的講解。

主要章節(jié)包括：配管設計應力分析基本概念、特點，計算機輔助應力分析軟件，管道系統(tǒng)靜力分析，管道系統(tǒng)動力分析，管道抗震設計，管道荷載計算，管道支吊架設計。

本書內容實用、資料新穎、圖文并茂，可靠性、先進性、通俗性相結合，可作為配管設計（管道設計）專業(yè)人員的實用技術參考資料和培訓教材，也可作為工藝、項目管理、施工等人員的參考用書和高等院校相關專業(yè)的實用教學資料。

目錄來源

第一章緒論（1）

第一節(jié)管道應力分析的概念（1）

一、管道（配管）設計的概念（1）

二、某管道的熱拱問題工程應用（1）

三、大高差管道液擊與重力流問題的工程應用（3）

四、蒸汽管道支吊架托空問題的工程應用（4）

五、管道閥門布置位置引起應力問題的工程應用（4）

六、無補償器無伸縮縫高速列車鐵軌技術在管道設計中的工程應用（4）

七、應變與應力（5）

八、笛卡爾（Descartes）坐標系（6）

九、管道的變形（6）

十、管道應力的分類與比較（9）

十一、管道應力分析中的薄壁假設（13）

第二節(jié)管道應力分析過程（13）

一、管道應力分析的目的（13）

二、管道應力分析的主要內容——靜應力分析和動應力分析（15）

三、管道靜力分析與動力分析的關系（16）

四、管道應力分析的工作程序和任務（16）

五、國外工程管道計算機應力分析程序（18）

六、國外工程應力分析設計文件組成（19）

七、使用計算機軟件3D模型做管道布置設計的詳細應力分析流程圖（19）

八、管道設計與工藝專業(yè)設計條件的工程應用（19）

九、管道設計與設備專業(yè)設計條件的工程應用（20）

十、管道設計與建筑結構專業(yè)設計條件的工程應用（20）

第三節(jié)確定需要詳細應力分析的管道（21）

一、詳細應力分析的概念（21）

二、GB 50316對管道柔性計算的范圍和方法的規(guī)定（21）

三、ASME B31.3和ASME B31.1對管道柔性計算的范圍和方法的規(guī)定（21）

四、SH 3041對管道柔性計算范圍和方法的規(guī)定（23）

五、HG/T 20645對管道柔性計算和應力計算的規(guī)定（23）

六、GB/T 20801對埋地管道應力分析的規(guī)定（24）

七、某煉油工程管道應力分析設計方法的工程應用（24）

第四節(jié)管道安全評定（28）

一、管道失效的形式（28）

二、ASME B31系列標準的管道應力校核準則綜述（29）

三、ASME B31.3應力校核準則的分析與工程應用（29）

四、GB系列標準的管道應力校核準則的分析與工程應用（32）

五、二次應力校核準則原理（33）

六、ASME B31.1應力校核準則的分析與工程應用（34）

七、ASME B31.4應力校核準則的分析與工程應用（36）

八、ASME B31.8應力校核準則的分析與工程

九、ASME B31.5應力校核準則的分析與工程應用（39）

十、GB 50316、ASME B31.1和ASME B31.3中應力校核條件的比較（40）

十一、管道作用于設備管口的應力安全評定分析與工程應用（40）

十二、ASME B31.1 和ASME B31.3的不同點（41）

十三、某管線跨熱電、化工和煉油區(qū)域安全評定分界工程實例（43）

十四、蒸汽吹掃短時操作應力校核（43）

第五節(jié)管道的物理特性理論（43）

一、線膨脹系數(shù)(Thermal Expansion Coefficient)（43）

二、彈性模量（Modulus of Elasticity）（44）

三、泊松比（Poisson Ratio）（44）

四、柔度系數(shù)（Flexibility Factor）和應力增強系數(shù)（Stress Intensification Factor）（44）

五、焊接接頭系數(shù)（45）

六、蠕變和應力松弛（45）

七、四種強度理論（45）

八、彈性變形和塑性變形（46）

九、彈性體的應力與虎克定律（46）

十、應力腐蝕斷裂（47）

第六節(jié)管道應力分析常用標準規(guī)范（48）

一、國家標準規(guī)范（48）

二、石油化工行業(yè)標準規(guī)范（48）

三、機械行業(yè)標準規(guī)范（48）

四、化工行業(yè)標準規(guī)范（48）

五、電力行業(yè)標準規(guī)范（48）

六、美國機械工程師學會標準規(guī)范（48）

七、美國石油學會標準規(guī)范（49）

八、NEMA標準規(guī)范（49）

九、MSS標準規(guī)范（49）

十、英國標準規(guī)范（49）

第七節(jié)管道專業(yè)設計人資質一般要求（50）

一、美國國家標準對管道設計人資質的要求（50）

二、我國國家標準對管道設計人資質的要求（50）

第二章計算機輔助應力分析軟件（51）

第一節(jié)計算機輔助應力分析綜述（51）

一、計算機輔助應力分析特點與假設（51）

二、計算流程（51）

三、計算機輔助應力分析注意事項（51）

四、應力分析中需要注意的邊界條件（52）

第二節(jié)管道應力分析計算機軟件AutoPIPE（53）

一、AutoPIPE簡介（53）

二、AutoPIPE軟件的應用（53）

三、模型初始化參數(shù)輸入（54）

四、模型構件的建模（55）

五、模型分析和計算類型（58）

六、輸出結果及安全評定（61）

第三節(jié)管道應力分析計算機軟件Caesar Ⅱ（63）

一、Caesar Ⅱ簡介（63）

二、Caesar Ⅱ軟件的優(yōu)缺點（63）

三、參數(shù)輸入及建模（63）

四、程序運行（68）

五、輸出結果及安全評定（69）

六、使用過程中注意的問題（71）

七、應力計算超標的解決方法（72）

第四節(jié)計算機輔助配管設計軟件的選用（73）

第三章管道系統(tǒng)靜力分析（74）

第一節(jié)管道系統(tǒng)靜力分析基本方法（74）

一、管道系統(tǒng)靜應力的復雜性（74）

二、靜力分析方法的發(fā)展趨勢（74）

三、近似計算法、圖表法、矩陣解析與計算機輔助分析法（74）

四、快速管道應力分析方法（75）

第二節(jié)管道系統(tǒng)的熱膨脹（75）

一、管道系統(tǒng)熱膨脹的產(chǎn)生（75）

二、管線的熱脹量（75）

三、熱膨脹的應力（76）

四、空間管道的膨脹量與推力（77）

五、塔頂部管口熱膨脹量的確定（77）

第三節(jié)管道柔性設計（靜力分析）原理及評定標準（78）

一、管道柔性的概念（78）

二、管道柔性設計的目的（79）

三、管道柔性設計的原理（79）

四、管道柔性設計計算方法分類（80）

五、表算法應用范圍（80）

六、彈性中心法應用范圍（80）

七、應變能微分法應用范圍（80）

八、等值剛度法應用范圍（81）

九、追趕位移法應用范圍（81）

十、原始參數(shù)位移法應用范圍（81）

十一、有限單元法應用范圍（81）

十二、管材許用應力（81）

十三、管道柔性設計計算結果（81）

十四、管道柔性設計評定標準（82）

十五、管道作用在設備或固定點上的推力和力矩計算原則（83）

十六、影響管道柔性的因素（83）

十七、增加管道柔性的方法（85）

十八、通過管道空間走向增加柔性（85）

十九、變換設備管口連接方向和使用設備管口柔性管件增加柔性（85）

二十、使用彈簧支吊架增加柔性（86）

二十一、管道柔性元件增加柔性（86）

二十二、減少管道摩擦力增加柔性（86）

二十三、增加柔性時對冷緊、設備膨脹、不均下沉等因素的考慮（87）

二十四、管道柔性設計中支架摩擦力的影響（87）

二十五、管道柔性設計時應考慮管道端點的附加位移（87）

二十六、計算機柔性設計計算要點（87）

二十七、靜應力分析與柔性設計的關系（89）

二十八、應力集中（Stress Concentration）問題（89）

二十九、高溫管道用較厚的管子代替較薄的管子時應注意的問題（89）

三十、某工程兩設備間管道柔性布置實例（89）

三十一、SH/T 3041《石油化工管道柔性設計規(guī)范》與ASME B31.3 對柔性分析和疲勞評定的比較（90）

第四節(jié)管道柔性設計時計算溫度的確定（91）

一、計算溫度與計算壓力的概念（91）

二、GB 50316對計算溫度的規(guī)定（91）

三、SH/T 3041對計算溫度的規(guī)定（92）

四、HG/T 20645對計算溫度的規(guī)定（92）

五、管道柔性設計時計算溫度的工程應用（92）

第五節(jié)管道柔性設計工作程序（93）

一、確定管道的基礎條件（93）

二、管系的柔性設計程序（93）

第六節(jié)管道的補償器類型及布置（94）

一、自然補償器（94）

二、波形補償器（95）

三、套管式或球形補償器（96）

四、金屬軟管的設計及工程應用（97）

第七節(jié)冷緊（101）

一、冷緊的概念（101）

二、冷緊與一次應力和二次應力的關系（101）

三、冷緊比的概念（101）

四、冷緊的設計原則（101）

五、自冷緊的概念（101）

六、冷緊的設計（101）

七、冷緊或自冷緊時管道對固定點的推力計算（102）

八、冷緊的施工（104）

九、某高壓蒸汽管道冷緊的工程應用（104）

十、所有熱管道是否都可進行冷緊設計的分析與工程應用（104）

十一、冷緊比取多大值最合適的分析與工程應用（105）

第八節(jié)自然補償器的設計與計算（105）

一、管線熱補償設計的注意事項（105）

二、彈性的概念（105）

三、L形管系長臂與短臂的補償設計（106）

四、L形補償器短臂長度的計算——公式法、導向懸臂法與圖表法（107）

五、Z形補償器垂直臂長度的計算——公式法（108）

六、Π形、L形、Z形補償器臂長的Moller計算方法分析與工程應用（110）

七、必須使用非彎管補償器的情況（111）

八、自然補償設計時管托長度的設計（111）

九、固定點（指較長距離的管線上的固定點）的選擇（111）

第九節(jié)塔管道的柔性設計（112）

一、兩塔管口處于同一標高時自然補償?shù)墓艿啦贾迷O計（112）

二、兩塔管口標高不同時自然補償?shù)墓艿啦贾迷O計（113）

三、三個抽出口或三個進料口的管線自然補償設計（113）

四、塔底管線柔性設計（114）

五、塔側進線的柔性設計（114）

六、塔頂管道自然補償設計（114）

七、塔頂管道的柔性設計（114）

八、塔管道與鄰近設備連接時柔性分析應考慮的因素及一般過程（115）

九、塔到空冷器管道柔性設計分析與工程應用（115）

十、塔頂管口與配管柔性設計分析與工程應用（115）

十一、塔頂安全閥配管柔性設計分析與工程應用（116）

第十節(jié)立式設備管道的柔性設計（117）

第十一節(jié)換熱設備管道的柔性設計（117）

一、換熱器管道的柔性設計（117）

二、空冷器管道的柔性設計（117）

第十二節(jié)再沸器管道的柔性設計（118）

一、再沸器支腿長度的決定因素（118）

二、可滑動再沸器的柔性設計（118）

三、盡可能不用波紋管（Bellows）緩和再沸器的熱應力（119）

四、兩個對稱再沸器管道柔性的設計（119）

五、再沸器與塔連接情況的應力分析（120）

六、某臥式再沸器與塔管道的典型柔性連接（121）

第十三節(jié)泵管道的柔性設計（121）

一、泵管道的柔性設計要點（121）

二、泵吸入管道的柔性設計（121）

三、豎直泵管道的柔性設計（121）

四、水平泵（冷卻水泵）管道的柔性設計（121）

五、蒸汽透平管道的柔性設計（121）

六、制造商離心泵合成力和合成力矩的工程應用（121）

第十四節(jié)加熱爐管道的柔性設計（123）

第十五節(jié)安全閥管道的柔性設計（124）

一、蒸汽安全閥管道的柔性設計（124）

二、非蒸汽安全閥的柔性設計（125）

第十六節(jié)排放豎管的柔性設計（125）

一、小排放豎管（V.S.S.，Vent Stack Small)的柔性設計（125）

二、大排放豎管（V.S.L.，Vent Stack Large)的柔性設計（125）

第十七節(jié)蒸汽消聲器管道的柔性設計（126）

第十八節(jié)罐區(qū)管道的柔性設計（126）

一、罐區(qū)圍堰內管道的柔性設計（126）

二、常壓罐區(qū)泵吸入口管道的柔性設計（127）

三、柔性軟管和管道系統(tǒng)的柔性設計（127）

四、球罐管道的柔性設計（128）

五、消防泡沫液體罐管道的柔性設計（128）

第十九節(jié)管廊上管道的柔性設計（129）

一、管廊上管道的柔性設計一般要求（129）

二、管廊上管道自然補償固定架和導向架與柔性設計（129）

三、管廊上管道波紋補償固定架和導向架與柔性設計（130）

四、管廊上管道Π形自然補償形式的優(yōu)劣比較（130）

五、管廊管道熱位移碰撞配管設計分析與工程應用（131）

第二十節(jié)兩端固定的無分支管系柔性簡化計算（131）

一、簡化計算方法（131）

二、計算內容及結果修正（133）

第二十一節(jié)膨脹節(jié)標準體系（133）

一、波紋管膨脹節(jié)常用標準（133）

二、標準的適用范圍對比（134）

三、膨脹節(jié)的結構形式比較（134）

四、不同標準膨脹節(jié)的設計準則（136）

五、不同標準穩(wěn)定性設計的區(qū)別（136）

第二十二節(jié)波形膨脹節(jié)應用事故分析（137）

一、膨脹節(jié)的選型錯誤（137）

二、舊蒸汽管線的改造（137）

三、波形膨脹節(jié)選材錯誤（137）

第二十三節(jié)金屬波紋管膨脹節(jié)的選型與計算（138）

一、金屬波紋管膨脹節(jié)的概念和作用（138）

二、金屬波紋管膨脹節(jié)技術的發(fā)展（138）

三、波紋膨脹節(jié)的附件（138）

四、金屬波紋管膨脹節(jié)的分類（139）

五、金屬波紋管膨脹節(jié)的結構分析及適用場合（140）

六、金屬波紋管膨脹節(jié)的選用及計算（143）

七、膨脹節(jié)型號表示方法（145）

八、EJMA與ASME不同之處（146）

九、金屬波紋管壓力推力及固定支架作用力的計算（146）

十、金屬波紋管膨脹節(jié)選用中應注意的問題（148）

十一、波紋管膨脹節(jié)的材質選用（150）

十二、金屬波紋管膨脹節(jié)在安裝和使用中應注意的問題（150）

十三、波紋管的穩(wěn)定性概念（151）

十四、直埋式波紋補償器的設計（152）

十五、波紋管補償器的失效、設計疲勞壽命及可靠性（153）

十六、某煉油工程大口徑波紋管事故分析（155）

第二十四節(jié)波紋膨脹節(jié)選型的工程應用（155）

一、單式膨脹節(jié)吸收管線軸向膨脹實例（156）

二、復式膨脹節(jié)吸收管線軸向膨脹實例（156）

三、膨脹節(jié)吸收帶支管的管線的軸向膨脹實例（156）

四、膨脹節(jié)吸收具有異徑管的管線的軸向膨脹實例（157）

五、包含Z形管段的管線上使用膨脹節(jié)的方法實例（157）

六、彎管壓力平衡式膨脹節(jié)吸收管線軸向膨脹實例（157）

七、直管壓力平衡式膨脹節(jié)吸收長的直管段上的軸向位移實例（157）

八、彎管壓力平衡式膨脹節(jié)吸收汽輪機、泵、壓縮機等設備的熱膨脹實例（157）

九、單式膨脹節(jié)吸收軸向與橫向組合位移的典型實例（158）

十、萬能式膨脹節(jié)在Z形管道的中間管臂的應用（158）

十一、存在軸向與橫向組合位移的場合使用彎管壓力平衡式膨脹節(jié)實例（159）

十二、管道轉角不等于90°時使用彎管壓力平衡式膨脹節(jié)實例（159）

十三、工藝設備管口處彎管壓力平衡式膨脹節(jié)實例（159）

十四、橫向位移較大時使用萬能壓力平衡式膨脹節(jié)的實例（160）

十五、雙鉸鏈系統(tǒng)吸收單平面Z形彎管的主要熱膨脹實例（160）

十六、單平面Z形彎管中的三鉸系統(tǒng)實例（160）

十七、彎管角度不等于90°時使用鉸鏈式膨脹節(jié)的實例（160）

十八、連接設備也產(chǎn)生平面位移時鉸鏈式膨脹節(jié)的應用實例（161）

十九、設備與管道連接系統(tǒng)中應用鉸鏈膨脹節(jié)的實例（161）

二十、萬向鉸鏈式膨脹節(jié)工程應用實例（161）

二十一、乙烯裝置大口徑火炬管道的波紋補償器的設計工程應用（162）

第二十五節(jié)波紋管膨脹節(jié)的剛度和應力分析（162）

一、波紋管單波軸向剛度（162）

二、U形波紋管膨脹節(jié)的穩(wěn)定性（163）

三、U形波紋管膨脹節(jié)的疲勞壽命計算（163）

四、波紋管的自振頻率與共振防治（163）

第二十六節(jié)膨脹節(jié)管系支架的設計及受力計算（164）

一、符號說明（164）

二、膨脹節(jié)的位移（165）

三、膨脹節(jié)所受的力和力矩（166）

四、固定管架的受力計算（166）

五、膨脹節(jié)管系導向管架（167）

六、膨脹節(jié)管系其他管道支架（167）

七、幾種典型管道布置方式的膨脹節(jié)選型及其管架推力計算（167）

第二十七節(jié)膨脹節(jié)性能測試（171）

一、試驗目的及規(guī)則（171）

二、耐壓試驗（171）

三、氣密試驗（173）

四、應力測定（173）

五、剛度測定（173）

六、穩(wěn)定性試驗（174）

七、疲勞試驗（175）

八、膨脹節(jié)的爆破試驗（175）

第二十八節(jié)容器管口允許受力（力矩）與分析（176）

一、設備管口的允許推力和力矩的概念（176）

二、影響容器管口受力的因素（176）

三、靜設備容器管口許用荷載（176）

四、Sam Kannappan容器管口彎曲剛度計算（177）

五、容器管口彎曲剛度計算實例（178）

六、沒有考慮容器沉降造成管口受力超限法蘭泄漏事故實例（178）

七、WRC 368對設備管口應力計算與工程應用（178）

八、WRC 107、WRC 297、EN 13445、PD5500、

有限元法局部應力分析與工程應用（179）

第二十九節(jié)離心泵管口允許受力（力矩）與

分析（181）

一、敏感轉動設備管口的許用荷載應力分析與工程應用（181）

二、離心泵分類（181）

三、離心泵典型外形圖（182）

四、泵管道應力的簡單分析和詳細分析方法的確定（183）

五、離心泵、往復泵的泵口的允許受力（力矩）（183）

六、離心泵接管管道應力計算機分析要點（185）

七、減小泵口受力的有效途徑（185）

八、離心泵管道的柔性設計實例（186）

九、臥式泵泵口受力計算準則（187）

十、立式泵泵口受力計算準則（188）

十一、泵的柔性分析與管架設置工程應用實例（189）

第三十節(jié)空冷器管口允許受力（力矩）與分析（190）

一、典型空冷器布置（190）

二、空冷器管口的允許受力（力矩）（191）

第三十一節(jié)離心式壓縮機管口允許受力（力矩）與分析（192）

一、典型離心壓縮機的布置（192）

二、離心式壓縮機、螺桿式壓縮機、往復式壓縮機管口的允許受力（力矩）（193）

第三十二節(jié)加熱爐管口允許受力（力矩）與分析（193）

一、典型加熱爐布置（193）

二、加熱爐管口的允許受力（力矩）（194）

第三十三節(jié)蒸汽透平和汽輪機管口允許受力（力矩）與分析（195）

一、NEMA SM23對汽輪機管口受力的限制分析（195）

二、汽輪機和離心式壓縮機管道的柔性設計（196）

三、管道法蘭與轉動機器法蘭之間的間距、平行度和同軸度的要求（197）

第三十四節(jié)某動力管道應力分析（197）

一、基本概況（197）

二、一次應力校核（198）

三、二次應力校核（198）

第三十五節(jié)高壓管道的應力分析（199）

一、高壓管道的概念（199）

二、ASME B31.3內壓作用下直管壁厚的計算（199）

三、高壓管道應力的校核條件（199）

第三十六節(jié)夾套管的應力分析（200）

一、夾套管的結構（200）

二、HG/T 20645蒸汽夾套管端板強度的計算方法（200）

三、HG/T 20645蒸汽夾套管端板強度的計算要求（202）

四、利用計算機進行夾套管應力分析的注意事項（204）

五、某國外項目的夾套管的應力分析（204）

六、內外管熱膨脹與定位板的分析與工程應用（205）

七、夾套內外管壁厚的應力計算與工程應用（206）

八、夾套管內外彎頭部位熱膨脹碰撞問題的分析與工程應用（207）

九、夾套管段及夾套管整體的應力校核分析與工程應用（207）

第三十七節(jié)埋地管道的應力分析（208）

一、埋地管與工藝管道應力分析的區(qū)別（208）

二、埋地輸油管道的應力分析與工程應用（210）

三、埋地管垂直荷載的計算（211）

四、埋地管道的摩擦力（214）

五、直埋供熱管道的一次應力、二次應力和峰值應力（215）

六、埋地管道應力分析應用實例（217）

七、大口徑管道浮管事故分析與工程應用（217）

八、無補償直埋熱管道配管設計分析與工程應用（218）

九、直埋熱管道實際熱膨脹量的計算分析與工程應用（220）

十、直埋鋼套鋼蒸汽管道設計分析與工程應用（221）

十一、直埋管道敷設深度分析與工程應用（222）

十二、直埋熱管道最大敷設長度分析與工程應用（223）

第三十八節(jié)襯里管道的應力分析（224）

一、襯里管道的結構（224）

二、襯里參數(shù)控制應力分析法（225）

三、當量計算應力分析法（225）

第三十九節(jié)標準法蘭等級的校核（226）

一、工業(yè)裝置管道法蘭等級校核的原因（226）

二、HG/T 20645管道法蘭等級校核的計算方法（227）

三、HG/T 20645管道法蘭等級校核的計算要求（228）

四、某標準法蘭等級校核計算工程應用（229）

第四十節(jié)海底管道的應力分析（229）

一、海底管道的類型及特點（229）

二、海底管道配管的應力分析與工程應用（230）

第四章管道系統(tǒng)動力分析（234）

第一節(jié)管道的防振設計（234）

一、管道的振動來源（234）

二、易振動的管道（234）

三、易發(fā)生管道振動的部位（234）

四、管道防振方法概述（235）

第二節(jié)振動設計的基本術語（236）

一、振動（Oscillation）和脈動（Pulsation）（236）

二、振動周期（237）

三、振動頻率（237）

四、角頻率（237）

五、振幅（237）

六、自由度（237）

七、振動形式（237）

八、阻尼振動（237）

九、共振（237）

十、振幅倍率（237）

十一、自由振動、受迫振動和自激振動（237）

第三節(jié)往復式壓縮機的抗振設計（238）

一、往復式壓縮機的振動原因（238）

二、往復式壓縮機管道振動的控制標準（239）

三、往復式壓縮機管道氣體壓力脈動和管道振動的允許值（240）

四、往復式壓縮機的動不平衡而引起機身與管道的振動（242）

五、往復式壓縮機的間歇吸氣和排氣而引起的氣柱振動（243）

六、往復式壓縮機氣柱的壓力脈動及其動能變化而激起的管道振動（248）

七、往復式壓縮機管道的振動而引起的與其相連支承件的振動（251）

八、往復式壓縮機管道振動設計的要點（253）

九、某合成氣壓縮機振動問題分析（254）

十、某廠壓縮機入口管線減振分析（255）

第四節(jié)往復泵管道的抗振設計（256）

一、往復泵管道系統(tǒng)振動及原理（256）

二、往復泵管道系統(tǒng)振動原因分析和措施（257）

三、往復泵管道振動的控制標準（260）

四、往復泵管道振動的設計實例（261）

第五節(jié)兩相流介質引起管道振動分析及設計（262）

一、兩相流介質呈柱塞流時引起管道振動的分析（262）

二、兩相流介質呈柱塞流時引起管道振動的設計（262）

三、火炬氣介質管道設計分析與工程應用（262）

四、蒸汽凝液介質管道設計分析與工程應用（263）

五、水錘和汽錘的比較分析與工程應用（264）

六、柱塞流和水擊的比較分析與工程應用（264）

第六節(jié)水錘引起管道振動分析及設計（264）

一、水錘的概念（264）

二、工程項目水錘事故實例（265）

三、水錘引起的管道振動因素分析（265）

四、長輸管道的水錘分析（266）

五、水錘荷載的計算（266）

六、閥門開關發(fā)生水錘的條件及不平衡力的計算（267）

七、管道彌合水錘分析與控制措施的工程應用（268）

八、水錘的緩和對策（269）

九、某蒸汽管道水錘問題分析實例（270）

十、管道水錘力計算分析與工程應用（271）

第七節(jié)介質渦流引起管道振動分析及設計（272）

一、管道渦流振動的原因（272）

二、管道渦流振動的處理（272）

第八節(jié)轉動機械動不平衡引起管道振動分析及設計（272）

一、轉動機械動不平衡引起管道振動分析（272）

二、某轉動機械動不平衡引起管道振動實例（272）

三、轉動機械動不平衡引起管道振動的設計思路（272）

第九節(jié)風荷載引起管道振動分析與設計（273）

一、風載引起的管道振動分析（273）

二、風載引起的管道振動的設計（273）

第十節(jié)地震引起管道振動分析及設計（273）

一、地震荷載的特點（273）

二、地震引起管道振動的設計（273）

第十一節(jié)管道的低循環(huán)疲勞破壞及設計（274）

一、管道材料發(fā)生疲勞破壞的特點（274）

二、疲勞壽命的估算（274）

三、低循環(huán)疲勞破壞與機械振動的差別（275）

四、避免低循環(huán)疲勞破壞的設計（275）

第十二節(jié)管道阻尼器在防振設計中的應用（275）

一、阻尼器的定義（275）

二、管道阻尼器主要功能（276）

三、液壓阻尼器（276）

四、脈動阻尼器（277）

第十三節(jié)彈簧減振器在防振設計中的

應用（278）

一、彈簧減振器（278）

二、彈簧減振器的選型設計（279）

第五章管道抗震設計（280）

第一節(jié)地震概念簡述（280）

一、震源（280）

二、震中（280）

三、震中距（280）

四、震中區(qū)（280）

五、震源深度（280）

六、地震波（280）

七、地震震級（281）

八、地震烈度（281）

九、基本烈度和設防烈度（285）

十、中國地震烈度區(qū)劃（285）

第二節(jié)地震中管道的損壞（286）

一、地上管道地震中管道損壞的特點（286）

二、地下管道地震中管道損壞的特點（286）

三、地震烈度與管道損壞程度（287）

四、管道工程的震害實例（287）

五、地震中管道破壞的原因（288）

六、地震對管道工程本身造成的震害（288）

第三節(jié)地震對管道的作用效應（289）

一、撞擊作用——倒擺振動現(xiàn)象（289）

二、壓密作用——不均勻沉降（290）

三、斜坡作用（290）

四、地基效應（291）

五、鞭擊效應（291）

六、破裂作用（292）

七、拋擲效應（作用）（292）

八、強震地面效應的主要類型和特征（292）

第四節(jié)管道抗震設防的目標和設計范圍（293）

一、管道抗震設防的目標（293）

二、管道抗震設防的設計范圍（293）

第五節(jié)管道工程抗震設計的基本原則（293）

一、選擇有利場地（294）

二、合理規(guī)劃布局（294）

三、管系均勻分布（294）

四、結構的整體性（294）

五、減輕管道自重與降低管道重心（294）

六、保證施工質量（294）

七、管線遠離地震斷層帶，不應平行于斷層（294）

八、布置成多回路、環(huán)狀管網(wǎng)（294）

九、防止位移措施（295）

十、抗震消能措施（295）

十一、其他措施（296）

第六節(jié)管道地震的設計與驗算（296）

一、管道地震荷載的計算（296）

二、GB 50316、GB/T 20801、ASME B31.1

和ASME B31.3對管道地震荷載設計的對比（296）

三、地震載荷計算范圍分析與工程應用（297）

四、管道抗震驗算應如何進行（297）

五、水平地震力和地震彎矩的計算（298）

六、管道柔性設計和防震設計的關系（299）

七、抗震的設計應注意的問題（300）

八、儲罐抗震金屬軟管不需設置的分析與工程應用（300）

第六章管道荷載計算（301）

第一節(jié)荷載組合準則（301）

一、管道荷載的內容（301）

二、恒荷載和活荷載（302）

三、 靜力荷載和動力荷載（302）

四、支吊架零部件對不同組合荷載的設計（302）

五、最不利組合設計原則（303）

六、支吊架結構荷載效應組合的工況（303）

七、管道荷載條件依據(jù)的資料（304）

八、考慮承載的一般原則 （304）

九、埋地管道荷載組合（304）

第二節(jié)基本荷載的確定（305）

一、管道荷載計算的必要性（305）

二、管道荷載計算的常用方法（305）

三、單位長度管道的自重的計算（306）

四、單位長度管道的隔熱材料重量的計算（306）

五、單位長度管道內的介質重量的計算（306）

六、單位長度管內充水重量的計算（306）

七、美國標準規(guī)范管道材料重量計算簡化公式（307）

八、正常操作與水壓試驗時基本荷載的計算（307）

第三節(jié)基本荷載的分配（308）

一、水平直管無集中荷載（308）

二、帶有集中荷載的水平直管（308）

三、帶有閥門等集中荷載的水平管道基本荷載（308）

四、帶有垂直段管道的集中荷載（309）

五、垂直管道的集中荷載（309）

六、 L形垂直彎管（310）

七、水平彎管（彎管兩段接近相等）（310）

八、水平彎管（彎管兩段不相等）（310）

九、帶分支的水平管（分支在同一平面）（311）

十、帶分支的水平管（分支在同一平面，帶有垂直管段）（311）

十一、水平門形管道（水平單支點）（311）

十二、水平門形管道（水平雙支點）（312）

十三、垂直管道垂直荷載計算（312）

第四節(jié)支架上垂直荷載的計算（312）

一、管廊上管道的一般分布（312）

二、管廊上垂直均布荷載的計算方法（313）

三、側縱支梁上垂直均布荷載的計算方法（313）

四、管道支吊架垂直荷載計算（314）

五、管道垂直荷載簡化計算表（314）

六、法蘭及閥門荷載簡化表（314）

第五節(jié)短時間作用荷載的計算（317）

一、短時間作用荷載不同時計入原則（317）

二、風荷載計算范圍、方法與工程應用（317）

三、 GB/T 20801對風荷載的計算（320）

四、冰雪荷載的計算（323）

五、積灰荷載（323）

六、平臺上活荷載的計算和實例（323）

七、其他短時間作用荷載的計算（324）

第六節(jié)安全閥排氣反作用力的計算（324）

一、安全閥的開式系統(tǒng)與閉式系統(tǒng)（324）

二、安全閥管道系統(tǒng)柔性布置一般要求與工程應用（324）

三、開放式系統(tǒng)安全閥氣體排放反作用力計算與工程應用（326）

四、開放式系統(tǒng)安全閥兩相流排放反作用力計算與工程應用（327）

五、密閉排放系統(tǒng)安全閥反作用力計算與工程應用（327）

六、HG/T 20570、ASME B31.1與API 520安全閥排放反力計算的比較分析與工程應用（327）

七、安全閥排放反力的類別比較分析與工程應用（328）

第七節(jié)消聲器反力計算（329）

一、消聲器水平推力的計算（329）

二、某消聲器管道支吊架設計及工程應用（331）

第八節(jié)水平荷載的計算（332）

一、管道水平荷載的產(chǎn)生（332）

二、位移荷載的計算（332）

三、摩擦力的計算（332）

四、 L形、Z形自然補償熱應力計算公式（334）

五、 T形自然補償熱應力計算（335）

六、固定管架上水平推力的含義（336）

七、固定管架（含摩擦力）水平推力計算公式（337）

八、軸向波形補償器固定管架水平推力計算實例（343）

九、套筒式補償器固定管架水平推力計算實例（344）

十、某荷載計算錯誤造成工程事故（346）

第九節(jié)熱膨脹力的確定——格林乃爾（Grinnell）法（346）

一、格林乃爾（Grinnell）法熱膨脹力的計算步驟（346）

二、格林乃爾（Grinnell）法綜合系數(shù)C（347）

三、 L形管道的熱膨脹力（348）

四、形等長管道的熱膨脹力（348）

五、形——帶不等長管道L1L2=2熱膨脹力（350）

六、形——帶不等長管道L1L2=4熱膨脹力（351）

七、形——單邊管道的熱膨脹力（353）

八、空間形管道的熱膨脹力（354）

九、格林乃爾（Grinnell)法熱膨脹力的計算實例（356）

第十節(jié)熱膨脹力的確定方法——凱洛格法（357）

一、凱洛格法來源于ASME B31.3判斷公式（357）

二、ASME B31.3判斷公式工程實例（357）

三、凱洛格公司熱膨脹彈性力計算公式（357）

第十一節(jié)熱膨脹彈性力的確定方法——圖解法（358）

一、圖解法使用場合（358）

二、圖解法計算最大補償量及熱態(tài)和冷態(tài)對固定點推力的工程實例（358）

第十二節(jié)熱膨脹彈性力的確定——其他常用方法與工程應用（359）

一、有代表性的配管熱應力計算方法（359）

二、導向懸臂法熱應力計算與工程應用（359）

三、彈性中心法熱應力計算與工程應用（360）

第七章管道支吊架設計（364）

第一節(jié)管道支吊架的作用及分類（364）

一、管道支吊架的定義（364）

二、管道設計與支吊架設計進度關系（364）

三、管道專業(yè)管架與結構專業(yè)管架設計的分工（364）

四、管架概念不清引起的合同事故（364）

五、管道支吊架在應力分析中的影響（365）

第二節(jié)管道支吊架分類（366）

一、承重支架（366）

二、限制性管架（367）

三、減振架（368）

第三節(jié)常用支吊架型式及其選用（368）

一、常用支吊架型式標準化系列（368）

二、管卡（369）

三、吊架（370）

四、管托（370）

五、平（彎）管支托（371）

六、假管支托（373）

七、柱型鋼支架（374）

八、框架型型鋼支架（375）

九、懸臂支架（376）

十、摩擦減振支架（377）

十一、其他支架型式（377）

第四節(jié)彈簧支吊架（378）

一、恒力彈簧或恒力作用支架與可變彈簧架的由來（378）

二、彈簧支吊架標準系列（379）

三、可變彈簧支吊架簡介及選用方法（379）

四、恒力彈簧支吊架簡介及選用方法（381）

五、水平位移對彈簧支架的影響（383）

六、摩擦力對恒力架承載的影響（383）

七、某彈簧支吊架許用表的應用（384）

第五節(jié)彈簧支吊架的缺點及減少使用的方法（385）

一、彈簧支吊架的缺點（385）

二、臥式容器及換熱器管道支架減少彈簧架的工程應用（385）

三、立式換熱器管道支架減少彈簧架的工程應用（385）

四、Z形及L形管道支架減少彈簧架的工程應用（386）

五、立式再沸器支架減少彈簧架的工程應用（386）

六、塔頂線、塔側線管道支吊架減少彈簧架的工程應用（387）

七、生根在大管上的支架減少彈簧架的工程應用（388）

第六節(jié)支吊架設計的原則（389）

一、支吊架設計的一般要求（389）

二、支吊架型式的一般選用原則（390）

三、管架生根點的確定（391）

四、地面生根管架基礎距離儲槽（罐）最小距離（391）

五、承重支吊架位置的確定（392）

六、固定支架位置的確定（392）

七、導向支架位置的確定（392）

八、限位支架位置的確定（394）

九、定值限位架的設計（394）

十、防振支架位置的確定（394）

十一、減振架的設計（395）

十二、在管道中多設彈簧支吊架的缺點（397）

十三、沿反應器布置的高溫豎直管道上通常要設置彈簧支吊架（397）

十四、熱力管道在不同地形的支架設計（397）

十五、管托或支耳在運行時防止滑落的設計要點（397）

十六、管道布置過程中對支架位置的考慮（398）

第七節(jié)管道跨距計算（398）

一、影響管道跨距的因素分析與工程應用（398）

二、國內外各行業(yè)水平管道跨距的計算（399）

三、管道跨距計算方法的選?。?02）

四、跨距計算時撓度值的選?。?02）

五、某DN2000管子跨距計算工程應用（402）

六、水平彎管的跨距（403）

七、L形彎管的承重支架間距（403）

八、水平管道末端直管的允許跨距（403）

九、水平Π形管段的最大允許外伸尺寸（403）

十、帶垂直管段的Z形管段的最大允許外伸尺寸（404）

十一、有集中荷載時水平管道的基本跨距（405）

十二、垂直管道的管架間距（405）

十三、水平管道導向架間距與計算原理（406）

十四、L形彎管導向架的間距（407）

十五、考慮地震荷載影響的管道基本跨距（407）

十六、有脈動影響的管道的管架間距（408）

十七、Sch20、Sch40、Sch80無縫鋼管，LG級大直徑焊接鋼管、STD級大直徑焊接鋼管、XS級大直徑焊接鋼管不保溫管道基本跨距（408）

十八、Sch20、Sch40、Sch80無縫鋼管，LG級大直徑焊接鋼管、STD級大直徑焊接鋼管、XS級大直徑焊接鋼管保溫管道基本跨距（410）

十九、化工標準裝置內不保溫管道基本跨距（427）

二十、化工標準裝置內保溫管道基本跨距（429）

二十一、化工標準裝置外不保溫管道基本跨距（431）

二十二、化工標準裝置外保溫管道基本

跨距（433）

二十三、最大基本跨距簡化表（435）

第八節(jié)管道支吊架的結構組成（436）

一、管架結構計算溫度范圍（436）

二、支吊架的結構組成（437）

三、附管部件（437）

四、附管部件不能與管子直接焊接的情況（437）

五、不能采用焊接附管部件而采用管卡（管箍）型附管部件時注意事項（438）

六、附管部件材質選用表（438）

七、生根部件（439）

八、中間連接件（441）

九、管架淚孔的設計（441）

第九節(jié)支吊架強度與材料選用（441）

一、管道支承件的強度（441）

二、管道支吊架承受的荷載組合（442）

三、支吊架各部件材料選取的原則（442）

四、管道支吊架生根結構的強度設計（443）

第十節(jié)支吊架材料及許用應力（444）

一、支吊架材料及許用應力（444）

二、支吊架ASTM材料及許用應力（448）

第十一節(jié)管架的加工和安裝說明（452）

一、管架的加工和安裝說明編制依據(jù)（452）

二、內容和深度（452）

第十二節(jié)管道支吊架的強度計算（453）

一、導向架擋鐵和導向塊最大承剪力的計算（453）

二、垂直管道的水平管式托架強度計算（453）

三、水平管道及彎頭的底座式托架強度計算（454）

四、L形管式托架強度計算（454）

五、板式托架強度計算（454）

六、吊桿強度計算（455）

七、懸臂支架計算（455）

八、三角斜撐的強度計算（456）

九、焊縫強度的計算（459）

十、大直徑薄壁管支承點局部應力計算（460）

第十三節(jié)管道支吊架結構的計算（461）

一、導向架結構的計算（462）

二、軸向限位架結構的計算（462）

三、水平管剛性吊架結構的計算（462）

四、垂直管的雙剛性吊架結構的計算（463）

五、懸臂架結構的計算（463）

六、帶水平斜撐的懸臂架結構的計算（463）

七、帶水平支撐的懸臂架結構的計算（464）

八、雙懸臂架結構的計算（464）

九、耳軸型雙懸臂架結構的計算（464）

十、三角架結構的計算（465）

十一、帶懸臂段三角架結構的計算（465）

十二、雙三角架結構的計算（465）

十三、帶水平斜撐的雙三角架結構的計算（466）

十四、帶懸臂段及水平斜撐的雙三角架結構的計算（466）

十五、雙耳軸支架結構的計算（466）

十六、管柱支架結構的計算（467）

十七、鋼柱支架結構的計算（468）

十八、立管側向支架結構的計算（468）

十九、梁上生根支架結構的計算（469）

二十、梁上生根多管支架結構的計算（470）

二十一、豎向排列多管支架結構的計算（471）

二十二、Π形支架結構的計算（471）

二十三、Γ形支架結構的計算（471）

二十四、底板的計算（472）

第十四節(jié)型鋼開洞位置及大?。?74）

一、熱軋輕型工字鋼開洞（474）

二、熱軋普通工字鋼開洞（474）

三、角鋼開洞（475）

四、槽鋼開洞（475）

第十五節(jié)各種型鋼承載力（476）

一、等邊角鋼承載力（476）

二、槽鋼承載力（478）

三、工字鋼承載力（479）

第十六節(jié)非金屬管道支吊架設計及工程應用（480）

一、非金屬管道應力分析及支吊架設計常用參數(shù)（480）

二、非金屬管道的柔性分析與支吊架設計工程應用（481）

三、非金屬管道的支吊架設計及工程應用（482）

四、脆性管道的支吊架設計及工程應用（482）

五、熱塑性塑料管道材料支吊架設計及工程應用（482）

六、熱成型玻璃鋼管道支吊架設計及工程應用（482）

七、一般塑料管道跨距的計算方法（484）

八、玻璃鋼管（FRP）管道的一般跨距（484）

九、聚丙烯管道的一般跨距（484）

十、高壓聚乙烯管道的一般跨距（485）

十一、硬聚乙烯管道的一般跨距（485）

十二、PVC/FRP復合管道的一般跨距（485）

十三、橡膠襯里、涂塑、鋼塑等復合管道的一般跨距與計算（485）

十四、某非金屬管道的設計（485）

第十七節(jié)管廊管道支吊架設計及工程應用（486）

第十八節(jié)塔管道支吊架設計及工程應用（490）

一、塔管道支吊架設計的一般要求（490）

二、塔管道支吊架設計及工程應用（491）

第十九節(jié)容器管道支吊架設計及工程應用（494）

一、容器管道支吊架設計的一般要求（494）

二、容器管道支吊架設計及工程應用（495）

第二十節(jié)泵管道支吊架設計及工程應用（496）

一、泵管道支吊架設計的一般要求（496）

二、泵管道支吊架設計與工程應用（498）

三、泵管道應力分析與支吊架設計（499）

第二十一節(jié)往復式壓縮機管道支吊架設計及工程應用（501）

第二十二節(jié)離心式壓縮機及汽輪機管道支吊架設計及工程應用（503）

一、離心式壓縮機及汽輪機管道支吊架設計的一般要求（503）

二、離心式壓縮機及透平機管道的支吊架典型圖（504）

三、離心式壓縮機管道的布置與支吊架設計典型圖（505）

第二十三節(jié)安全閥（爆破片）管道支吊架

設計及工程應用（506）

一、安全閥管道支吊架設計的一般要求（506）

二、安全閥管道支吊架典型設計及工程應用（508）

第二十四節(jié)調節(jié)閥組管道支吊架設計及工程應用（509）

第二十五節(jié)火炬管道支吊架設計及工程應用（510）

第二十六節(jié)蒸汽伴熱管支吊架設計及工程應用（511）

一、伴熱管支吊架設計及工程應用（511）

二、伴熱管固定支架和膨脹環(huán)的設計及工程應用（512）

第二十七節(jié)低溫和高溫管道支吊架設計及工程應用（513）

一、低溫和高溫管道支吊架設計的一般要求（513）

二、低溫管道支吊架設計及工程應用（513）

三、高溫管道支吊架設計及工程應用（515）

附錄1常用鋼材總熱膨脹量（517）

附錄2常用鋼材平均線膨脹系數(shù)（520）

附錄3常用鋼材彈性模量（523）

附錄4管件應力的柔度系數(shù)和應力增強

系數(shù)（525）

附錄5焊接接頭系數(shù)（527）

附錄6常用鋼管許用應力（528）

附錄7非金屬管道彈性模量（531）

附錄8非金屬管道平均線膨脹系數(shù)（531）

附錄9壓桿計算公式（532）

附錄10框架計算公式（536）

附錄11各種斷面桿件受扭轉的公式（539）

附錄12管道應力分析常用單位換算（541）

參考文獻（542）

管道應力分析是壓力管道設計的重要內容，它直接關系到管道自身和與其相連的機器、設備、土建結構的安全?！秹毫艿缿Ψ治?第2版)》從基本理論、標準規(guī)范和分析計算方法幾個方面對管道應力分析進行了詳盡和全面的介紹。內容包括管道應力分析工作的任務和工作過程、管道應力分析基礎知識、壓力作用下管道組成件的強度設計、管道允許跨距的計算、管道應力分析的安全評定方法、管道的柔性設計、管道應力分析中的特殊問題(夾套管和埋地管的分析、安全閥排氣反作用力的計算、水錘荷載的計算、高壓管道的應力分析)、管道支吊架的設計選用原則、往復壓縮機管道的防振設計、各種管道振動問題、有限元法在管道應力分析中的應用、管道應力分析程序介紹。

本書系統(tǒng)地介紹了管道設計基本知識和管道應力分析理論基礎及管道振動噪聲控制，全書共四章，主要內容有管道設計基本知識、管道應力分析的理論基礎、管道應力分析程序基本原理、管道振動及噪聲控制，正文后附有常用的管道參數(shù)表和模型圖。