[發明專利]一種分析夾套管的應力的方法

在審

• 申請號: 202010140815.5
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN113361056A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張軍文;丘平;王新宇;謝金珂;劉穎;馬思瑤;馬記釗
• 申請（專利權）人: 中國石化工程建設有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/14;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 王浩然

本公開涉及一種分析夾套管的應力的方法，通過采用當量參數建立了簡化的夾套管應力分析模型，采用該簡化模型替代復雜的夾套管應力分析過程，具有模型建立快速高效、模型修改簡潔易操以及計算結果準確可靠的顯著優勢。

技術領域

本公開涉及石油化工管道應力分析領域，具體地，涉及一種分析夾套管的應力的方法。

背景技術

在石化生產過程中，夾套管的應用必不可少，該類型管道也是管道應力分析的重點，目前在針對夾套管應力分析主要的模擬建模方法極易產生錯誤。如在計算過程中發現管道布置不合理從而產生管嘴受力、管道支撐架受力或管道應力超標等情況，則需要分別修改內、外管布置，再重新建立關聯，該種建模方法費時費力，速度和效率都非常低。

發明內容

本公開提供了一種分析夾套管的應力的方法，該方法能夠準確便捷對夾套管的應力進行模擬分析計算，提高管道應力分析的分析速度和效率。

為了實現上述目的，本公開提供了一種分析夾套管的應力的方法，所述方法包括：S1：根據式(1)計算所述夾套管的當量外徑

S2：根據式(2)計算所述夾套管的當量壁厚d_當量；

S3：根據式(3)計算所述夾套管的當量介質密度σ_當量；

S4：根據所述夾套管的模型參數進行應力分析，所述模型參數包括所述夾套管的當量外徑當量壁厚d_當量和當量介質密度σ_當量；其中，d₁和σ₁分別為所述夾套管的外管的外徑、外管壁厚和外管管材密度；d₂和σ₂分別為所述夾套管的內管的外徑、內管壁厚和內管管材密度；σ_f1為所述夾套管的外管和內管之間的介質的密度，σ_f2分別為所述夾套管的內管內部介質的密度。

可選地，所述方法還包括：在步驟S1之前，確認所述夾套管是否滿足分析條件，當所述夾套管滿足所述分析條件時，進行步驟S1；所述分析條件包括：所述夾套管的長度≤6000mm，且所述外管與所述內管的管壁溫度差≤50℃。

可選地，所述方法還包括：當所述夾套管不滿足所述分析條件時，對所述夾套管的夾套端板或夾套法蘭的焊縫強度進行校核計算，直至所述焊縫強度符合《ASME壓力管道規范B31.3》的管材許用應力要求。

可選地，步驟S4中的所述模型參數還包括：所述夾套管的設計溫度T_d、計算溫度T_c和所述夾套管的材質參數ε中的一個或幾個。

可選地，根據式(4)計算T_d，根據式(5)計算T_c，根據式(6)計算ε；T_d＝T_d1式(4)，T_c＝T_c1式(5)，ε＝ε₁式(6)；其中，T_d1為所述夾套管的外管的設計溫度，T_c1為所述夾套管的外管的操作溫度，ε₁為所述夾套管的外管的材質參數。

可選地，所述材質參數ε包括管材密度、許用應力和熱膨脹系數中的一個或幾個。

可選地，所述夾套管的外管的管材為碳鋼或合金鋼，且內管的管材與外管管材相同或相近。

可選地，步驟S4中，采用應力分析軟件進行所述應力分析。

可選地，所述分析夾套管的應力包括：分析所述夾套管的支撐架的載荷、所述夾套管的一次應力和二次應力以及所連接設備的管嘴受力中的一種或幾種。