石油、化工、機(jī)械、電力都是我國的基礎(chǔ)國民經(jīng)濟(jì)支柱，因其近些年來的飛速發(fā)展，其中涉及大量鋪設(shè)許多大管徑、高溫、高壓管道管道，為了更合理更經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行總圖布置、外管布置、各裝置管道布置，很有必要對其進(jìn)行應(yīng)力分析，了解其各個關(guān)鍵點的受力、位移、變形情況，避免因受力過大、位置過大導(dǎo)致管道支架滑落、設(shè)備及管道物料泄漏等而引發(fā)生安全生產(chǎn)事故。其中最常見的是高溫、高壓管道受熱膨脹管道應(yīng)力分析。

一、應(yīng)力分析

應(yīng)力分析可分為:靜態(tài)分析和動態(tài)分析,目前我們所進(jìn)行管道分析都為靜態(tài)分析。根據(jù)應(yīng)力產(chǎn)生的荷載不同，可分為一次應(yīng)力和二次應(yīng)力。

一次應(yīng)力主要指由重力、壓力等其他外力載荷產(chǎn)生的應(yīng)力，屬于持續(xù)應(yīng)力，當(dāng)其值超過材料的屈服極限時，管道將產(chǎn)生塑性變形而破壞，可以通過調(diào)整其管道支吊架使其達(dá)到規(guī)范要求。

二次應(yīng)力主要是指由熱脹、冷縮、附加位移載荷產(chǎn)生的應(yīng)力，主要引起的是疲勞破壞，可以通過調(diào)整管道走向（包括設(shè)置π形彎）、選用波紋管膨脹節(jié)和彈簧支吊架使其達(dá)到規(guī)范要求，首選設(shè)置L型、Z型或π形彎等自然補(bǔ)償。

二、需做應(yīng)力分析的管道

一般來說，管徑較大、溫度較高與重要設(shè)備比如壓縮機(jī)連接的管道需要進(jìn)行應(yīng)力分析計算。

可不進(jìn)行應(yīng)力分析的管道：與運行良好的管道柔性相同和相當(dāng)?shù)墓艿?；和已分析過的管道相比，確認(rèn)有足夠柔性的管道。

具體可參照GB50316、GB/T20801、ASMEB31.3、SH/T3041，前三個為一般性的標(biāo)準(zhǔn)，SH/T3041稍微詳細(xì)一些，但其只是一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實際上，各個工程公司都有自己的規(guī)定，比上述規(guī)范要求更為嚴(yán)格。

三、應(yīng)力校核規(guī)范

對于工藝管道和動力管道目前國內(nèi)統(tǒng)一采用的規(guī)范為《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》GB50316，另可參考ASME B31.3工藝管道、ASME B31.1動力管道。

四、應(yīng)力計算軟件

由于管道壓力分析的過程較復(fù)雜，涉及大量的計算，因此目前管道的詳細(xì)應(yīng)力分析主要依賴于計算機(jī)程序，目前，管道應(yīng)力分析軟件應(yīng)用比較廣泛的有CAESAR_II、AutoPIPE和Triflex等。

五、小結(jié)

綜上所述，大管徑、高溫、高壓實際工程中很多，有必要合理的對其進(jìn)行應(yīng)力分析，本文主要從理論上討論了應(yīng)力分析的一般途徑、管道應(yīng)力分析軟件CAESAR_II的使用過程中需要注意的事項。

總的來說通過應(yīng)力分析計算，可安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理進(jìn)行管道布置，確保了工程的設(shè)計質(zhì)量，值得推廣。