1. 彈性準(zhǔn)則
在進行金屬材料強度分析時,可用的分析方法是很多的,如彈性分析法、極限分析法、安定分析法、疲勞分析法、非彈性分析法、試驗應(yīng)力分析法等。但目前應(yīng)用最多的仍是彈性分析方法,如我國的壓力容器規(guī)范GB150就是采用這種方法。安定分析法、非彈性分析法和試驗應(yīng)力分析法等在現(xiàn)在的工程設(shè)計中也時有用到,只不過沒有普及而已,如JB4237《壓力容器分析設(shè)計方法》即是突破了彈性理論的范疇,使得設(shè)計更先進、更科學(xué),但它受材料、制造、檢驗、監(jiān)察、安全評定手段等因素的制約尚不能在大范圍內(nèi)應(yīng)用。極限分析法和疲勞分析法則常分別用于高溫蠕變和交變應(yīng)力情況下的材料強度分析。SH 3059標(biāo)準(zhǔn)給出的管道壁厚計算公式是按彈性準(zhǔn)則導(dǎo)出的,即將材料限制在彈性范圍內(nèi)。這個準(zhǔn)則同樣也反映在法蘭和閥門的溫度-壓力對應(yīng)值的計算方法上。
2. 等強度原則
等強度原則就是指同一管道中各個元件具有對介質(zhì)相同的適應(yīng)性、相同的強度和相同的壽命(可拆的易損件如閥門填料、墊片除外),主要體現(xiàn)在材料的配伍和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的選用上。對于管道元件的公稱壓力等級,應(yīng)選用同一應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)或相近的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),它們的溫度-壓力表也應(yīng)該相同或相近。對于用壁厚等級表示的管道元件,應(yīng)選用同一體系的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),而應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于強度的定義就已經(jīng)說明了它們遵循等強度的原則,而且這個等強度原則是通過管道壁厚等級號(通常稱為管子表號)來表示的。“同一個管道中一些管件如彎頭、三通、異徑管等由于存在應(yīng)力集中的問題,其壁厚等級應(yīng)比管子高一級”的看法是不對的。
3. 靠系列原則
工業(yè)管道的組成件都是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的。這樣做有以下幾個優(yōu)點:互換性好;便于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn);備材、保管、施工管理費用低。在石油化工生產(chǎn)中,由于介質(zhì)種類很多,操作參數(shù)也在很寬的范圍內(nèi)變化,要實現(xiàn)對每個操作工況都取理想化的壓力等級是不現(xiàn)實的,也不一定是經(jīng)濟的。因此,各個國家、各個行業(yè)都推出了相應(yīng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),將常用的管子、管件、法蘭等組成件進行適當(dāng)?shù)臍w類,使其形成標(biāo)準(zhǔn)系列。工業(yè)管道設(shè)計人員在設(shè)計中應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的管道組成件。