[发明专利]一种分析夹套管的应力的方法

说明书

本公开涉及一种分析夹套管的应力的方法，通过采用当量参数建立了简化的夹套管应力分析模型，采用该简化模型替代复杂的夹套管应力分析过程，具有模型建立快速高效、模型修改简洁易操以及计算结果准确可靠的显著优势。

技术领域

本公开涉及石油化工管道应力分析领域，具体地，涉及一种分析夹套管的应力的方法。

背景技术

在石化生产过程中，夹套管的应用必不可少，该类型管道也是管道应力分析的重点，目前在针对夹套管应力分析主要的模拟建模方法极易产生错误。如在计算过程中发现管道布置不合理从而产生管嘴受力、管道支撑架受力或管道应力超标等情况，则需要分别修改内、外管布置，再重新建立关联，该种建模方法费时费力，速度和效率都非常低。

发明内容

本公开提供了一种分析夹套管的应力的方法，该方法能够准确便捷对夹套管的应力进行模拟分析计算，提高管道应力分析的分析速度和效率。

为了实现上述目的，本公开提供了一种分析夹套管的应力的方法，所述方法包括：S1：根据式(1)计算所述夹套管的当量外径

S2：根据式(2)计算所述夹套管的当量壁厚d_当量；

S3：根据式(3)计算所述夹套管的当量介质密度σ_当量；

S4：根据所述夹套管的模型参数进行应力分析，所述模型参数包括所述夹套管的当量外径当量壁厚d_当量和当量介质密度σ_当量；其中，d₁和σ₁分别为所述夹套管的外管的外径、外管壁厚和外管管材密度；d₂和σ₂分别为所述夹套管的内管的外径、内管壁厚和内管管材密度；σ_f1为所述夹套管的外管和内管之间的介质的密度，σ_f2分别为所述夹套管的内管内部介质的密度。

可选地，所述方法还包括：在步骤S1之前，确认所述夹套管是否满足分析条件，当所述夹套管满足所述分析条件时，进行步骤S1；所述分析条件包括：所述夹套管的长度≤6000mm，且所述外管与所述内管的管壁温度差≤50℃。

可选地，所述方法还包括：当所述夹套管不满足所述分析条件时，对所述夹套管的夹套端板或夹套法兰的焊缝强度进行校核计算，直至所述焊缝强度符合《ASME压力管道规范B31.3》的管材许用应力要求。

可选地，步骤S4中的所述模型参数还包括：所述夹套管的设计温度T_d、计算温度T_c和所述夹套管的材质参数ε中的一个或几个。

可选地，根据式(4)计算T_d，根据式(5)计算T_c，根据式(6)计算ε；T_d＝T_d1式(4)，T_c＝T_c1式(5)，ε＝ε₁式(6)；其中，T_d1为所述夹套管的外管的设计温度，T_c1为所述夹套管的外管的操作温度，ε₁为所述夹套管的外管的材质参数。

可选地，所述材质参数ε包括管材密度、许用应力和热膨胀系数中的一个或几个。

可选地，所述夹套管的外管的管材为碳钢或合金钢，且内管的管材与外管管材相同或相近。

可选地，步骤S4中，采用应力分析软件进行所述应力分析。

可选地，所述分析夹套管的应力包括：分析所述夹套管的支撑架的载荷、所述夹套管的一次应力和二次应力以及所连接设备的管嘴受力中的一种或几种。