某地區6.0級地震使工廠架空管道(dao)管架倒塌、管線(xian)掉落及錯(cuo)位。過大(da)的管道(dao)位移會造(zao)成管道(dao)焊縫、法(fa)蘭及螺紋接(jie)口(kou)泄漏(lou),泄漏(lou)的油氣污染環境,并引起(qi)火災(zai)。
地(di)(di)(di)震發生(sheng)時,震源(yuan)會向(xiang)外輻射兩種不同類(lei)型(xing)的地(di)(di)(di)震波(bo)(bo):縱(zong)(zong)波(bo)(bo)、橫(heng)(heng)波(bo)(bo)。其中(zhong)縱(zong)(zong)波(bo)(bo)在(zai)地(di)(di)(di)殼中(zhong)傳(chuan)(chuan)播速度為5.5~7km/s,它最先向(xiang)外擴(kuo)散,使(shi)地(di)(di)(di)面(mian)上下震動(dong),但破壞性(xing)較弱。橫(heng)(heng)波(bo)(bo)在(zai)地(di)(di)(di)殼中(zhong)的傳(chuan)(chuan)播速度為3.2~4km/s,在(zai)縱(zong)(zong)波(bo)(bo)之后到達,它使(shi)地(di)(di)(di)面(mian)發生(sheng)前后、左右抖動(dong),破壞性(xing)相(xiang)對較強。橫(heng)(heng)波(bo)(bo)和縱(zong)(zong)波(bo)(bo)在(zai)地(di)(di)(di)表相(xiang)遇后,會激發產(chan)生(sheng)一種叫做面(mian)波(bo)(bo)的混合(he)波(bo)(bo),波(bo)(bo)長大、振幅強,只能沿地(di)(di)(di)表傳(chuan)(chuan)播。面(mian)波(bo)(bo)就是造成地(di)(di)(di)表及建筑物被強烈(lie)破壞的罪魁禍首。
壓力(li)管(guan)道抗震(zhen)設(she)計(ji)本質上是增(zeng)加管(guan)道系統的剛度,減(jian)少不合理管(guan)道材料(liao)的使用,確保在地(di)(di)(di)震(zhen)波到(dao)達時(shi),管(guan)道不因(yin)地(di)(di)(di)震(zhen)荷載的作用而錯位或泄漏著火(huo)。非(fei)埋(mai)地(di)(di)(di)管(guan)道的抗震(zhen)設(she)計(ji)一般執行SH/T 3039《石油(you)化工非(fei)埋(mai)地(di)(di)(di)管(guan)道抗震(zhen)設(she)計(ji)規范(fan)》。設(she)計(ji)原則主要包括以下幾方面。
①. 抗震(zhen)設防(fang)烈度6度及以上地區,應(ying)進行(xing)抗震(zhen)設計。
②. 管道材(cai)料(liao)宜(yi)選用鋼(gang)制材(cai)料(liao),嚴禁在有毒可燃介質選用填料(liao)函補償器。
③. 自(zi)(zi)力跨越(yue)道路的管道應有防傾倒措施。設防烈度為8度及9度時,應自(zi)(zi)力跨越(yue)道路。
④. 管(guan)(guan)架上(shang)應(ying)有防止管(guan)(guan)道(dao)(dao)側向滑落(luo)的措施,豎直管(guan)(guan)道(dao)(dao)也應(ying)有導向措施。
⑤. 管道應進行抗震驗算。管道的(de)抗震驗算僅考(kao)慮(lv)水平方向(xiang)作(zuo)用(yong),不(bu)考(kao)慮(lv)垂直方向(xiang)作(zuo)用(yong),應分(fen)別對水平面內(nei)兩個主軸(zhou)進行驗算。按照壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)管道規范,核(he)算偶(ou)然(ran)荷載(zai)(zai)(zai)(安全閥泄放(fang)、水錘、地震、風(feng)等視為(wei)偶(ou)然(ran)荷載(zai)(zai)(zai))與持續荷載(zai)(zai)(zai)(重力(li)(li)(li)(li)(li)(li)、壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)、支架反(fan)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)等稱為(wei)持續荷載(zai)(zai)(zai),不(bu)包含熱(re)脹冷縮荷載(zai)(zai)(zai))作(zuo)用(yong)下,管道總應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(ASME31.3為(wei)縱向(xiang)應力(li)(li)(li)(li)(li)(li))之和,也就是考(kao)慮(lv)偶(ou)然(ran)荷載(zai)(zai)(zai)和持續荷載(zai)(zai)(zai)共同(tong)作(zuo)用(yong)時的(de)一次應力(li)(li)(li)(li)(li)(li),不(bu)超過計算溫度下許用(yong)應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)1.33倍。地震和風(feng)荷載(zai)(zai)(zai)作(zuo)用(yong)不(bu)考(kao)慮(lv)同(tong)時發生。抗震驗算本身屬(shu)于壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)管道應力(li)(li)(li)(li)(li)(li)分(fen)析(xi)(xi)的(de)靜力(li)(li)(li)(li)(li)(li)分(fen)析(xi)(xi)范疇。
在項(xiang)目(mu)初始階段,要(yao)根據項(xiang)目(mu)設(she)計基(ji)礎資料,確定項(xiang)目(mu)的抗震設(she)防烈度(du)(注意和(he)地震烈度(du)的區(qu)別)。平(ping)時設(she)計時,管道系統(tong)應(ying)有一(yi)(yi)定的剛(gang)度(du),可以(yi)通過一(yi)(yi)定量的限制性(xing)支(zhi)(zhi)架來實現,例如固定支(zhi)(zhi)架和(he)導向支(zhi)(zhi)架等。管道抗震設(she)計見《管道應(ying)力分析與工程應(ying)用》的詳細講述。

