静设备 油化工设备技术。２０１８．３９（１）·７· Ｐｅｔｒｏ—Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 隔热耐磨衬里管道刚度的简单估算方法 程建民 （中国石化工程建设有限公司，北京１Ｏ０１０１） 摘 要：对于内衬混凝土型隔热耐磨衬里的管道．在进行柔性分析时必须考虑衬里对刚度的影响，工程 上一般采用修正金属筒体弹性模量的方法来处理。对于特定衬里结构的管道．根据衬里性能特点，可以简化 力学模型，只考虑受压侧半圆衬里的作用，从而避免复杂的假设和计算。 关键词：衬里管道 隔热耐磨衬里 刚度 弹性模量 惯性矩 ｄｏｉ：１Ｏ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８８０５．２０１８．０１．００２ 在炼油厂催化裂化装置中，有一些需要进行 ＥｒＪｒ——衬里的弹性模 Ｅ，．和惯性矩Ｊｒ 柔性计算的带混凝土隔热耐磨衬哩管道，如烟道、 之积，即衬里的组合刚度。 斜管、油气线。这些管道在碳钢筒体内设置丫 其中，Ｅ 可查材料手册获得；Ｉｒ可根据本文 １Ｏ０～１５０ ｍｍ的隔热耐磨衬里，并目．多属于平面 第３章公式计算；Ｅｒ（ｐｓｉ）可由衬里承包商提供， 或**面管系。考虑到衬里的影响， 进行柔性 如 能提供，可根据ＡＣＥ的经验公式估算¨’： 计算时，必须对管道的刚度进行修 。对于龟ｆ｝｛ Ｅｒ一３３叫 ｊｆｃ“ （２） 网型隔热耐磨衬里结构的衬里管道，可以采用较 式Ｉｌ｝｜：叫——衬 体密，ｌｂ／ｆｔ ； 简单的方式对管道的刚度进行修正，进而得到等 ＿， （’——衬里耐压强度，ｐｓｉ。 效弹性模量。 修正的管道等效弹性模最Ｅｅ为： １ 龟甲网型隔热耐磨衬里的结构特点 Ｅｅ—Ｅ（、Ｉｃ／Ｉｓ （３） 如图ｌ所示，这种衬里结构的特点是隔热层 在进行管系的柔性计算时，用Ｅｅ代替Ｅｓ即 采用１ｒ轻质骨料， 加钢丝纤维加强，耐 强度 町达到简化和修正的目的。 低，抗拉强度极低，工程上一般呵略去不计；而耐 ３衬里组合刚度Ｅｒｌｒ的简化计算 磨层采 重质骨料，耐 强度高，具有一定的抗拉 衬里管道的截面如图２所示。 强度，但由于被填充在龟甲网网格中，而龟甲网网 格之间有间隙不连续，也可略去抗拉作用。 角甲 ｊ 而寸磨层 锚同钉 隔热层 碳钢简体 图１ 龟甲网型隔热耐磨衬里结构 ２ 管道刚度的表达与等效弹·陛模量 衬里管道的组合刚度等于金属简体和衬里的 图２衬里管道截面 刚度之和，即： 图２中ｒ 耐磨层的内径；Ｒ 耐磨层的外 Ｅ（，，ｃ，一ＥｓＩｓ ４－Ｅｒｌｒ （１） 式 ： ’ｈ’ 衬｝ 僻道的弹性模懿和惯性矩之 收稿日期：２０１ ７一Ｏ２—２０；修改稿收到日期：２０１７－０７ ２Ｏ。 作者简介：程建民，男，１ ９８５年毕业于华东石油学院化机专 积，即组合刚度； 业，工学学Ｌ，｝乏期从瘁石油化ｆ：设备设ｉ－ｔ－Ｊ￣．作，已发表论文 Ｅ ｌ ｓ 碳钢简体的弹性模 Ｅ 和惯性 ３篇，现任公ｒ 技术副总监。 矩Ｊ 之积，即金属刚度； Ｅｍａｉｌ：ｃｈｅｎｇｊｉａｎｍｉｎ＠ｓｅｉ．ｃｏｍ．ｃｎ。 径／隔热层内径；尺： 隔热层外径／金属简体内 径；Ｒ 金属筒体外径；（）（）轴：金属筒体的形 心轴／组合截面的近似形心轴；Ａ Ａ轴：隔热层 半环形心轴；Ｂ Ｂ：耐磨层半环形心轴。 『ｈ龟 网ｊｒ／４隔热耐胯衬 的结构特点可假设 截 中一半的衬里不起拉仲作用，衬里的惯性矩 数值【１ｆ以近似地假设衬里只有一半起作用。对于 绝大多数实际情况，减小一半衬里的影响后，管道 组合俄而的形心轴的平移通常都不大，可近似地 取金属简体的形心轴位置，这样衬里的组合刚度 和组合俄 的组合刚度就ｎ『简 地计算＿ｒ。具体 的计算公式“ 见表１。 表１惯性矩计算公式 ４ 计算实例 各部分惯性矩的计算结果见表４。 表２ 金属简体规格和性能 某龟甲网型隔热耐磨衬里管道，金属壳体的 材料为Ｑ２４５Ｒ；隔热层为Ｄ０２级隔热衬里；耐磨 层为Ｂ０１级耐磨衬哩一Ｌ述材料的规格和性能 参数 ２币¨表３。 表３衬里规格和· 能 表４惯性矩计算结果 数值 衬里的组合刚度： Ｅｒｌｒ—Ｅｒｌ Ｉｒ…（）＋Ｅｒ：Ｉｒ 法．从而避免了一些复杂的假设和运算。将得 ｝¨的等效弹性模姑代替金属的弹性模量用于管道 性分析，就可有效地修正山于衬里刚度所带来 的影响。 衬里管道的组合刚度： Ｅｃ』ｃ—Ｅ ｊ ＋ＥｒＩｒ一４ ７６４ ＭＰａ 等效弹性模 Ｅ 为： Ｅｅ—Ｅ（’ｊ Ｌ Ｊ 一２３８ ２００ ＭＰａ 参考文献： ［１］ ＡＣＩ ３ １ ８ ０８ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｃｏｄｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ［Ｏｒ ＳＩＦＵＣ ｒｕｒａｌ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｎｄ ｃｏｍｍｅｎｔａｒｙ［－Ｓ￣． 综上所述，对于具有龟甲网型隔热耐磨衬里 结构的平而或**而管系衬里管道，由于其结构 的特殊性．往：Ｉ 程Ｌ计算其刚度时可采用简化的 ［２］ 杨。 迪纳斯，编．罗氏』越 麻变公式手册［Ｍ］．岳 殊峰， ．北京：科学“５版礼．２Ｏ１ ５．
