某地區6.0級地震使工廠架空管道管架倒塌、管線掉落及錯位。過大的(de)管道位移會造(zao)成管道焊(han)縫、法蘭及螺紋接(jie)口泄漏,泄漏的(de)油(you)氣污染環境,并引起火災(zai)。
地(di)震發生時(shi),震源會(hui)向外輻射(she)兩種不同類型(xing)的地(di)震波(bo)(bo):縱波(bo)(bo)、橫(heng)波(bo)(bo)。其中(zhong)縱波(bo)(bo)在(zai)地(di)殼(ke)中(zhong)傳(chuan)播速(su)度(du)為(wei)5.5~7km/s,它(ta)最先向外擴散,使(shi)地(di)面(mian)上下(xia)震動,但破(po)壞(huai)性較弱。橫(heng)波(bo)(bo)在(zai)地(di)殼(ke)中(zhong)的傳(chuan)播速(su)度(du)為(wei)3.2~4km/s,在(zai)縱波(bo)(bo)之后到達,它(ta)使(shi)地(di)面(mian)發生前(qian)后、左右(you)抖動,破(po)壞(huai)性相(xiang)對較強(qiang)。橫(heng)波(bo)(bo)和縱波(bo)(bo)在(zai)地(di)表相(xiang)遇后,會(hui)激發產生一種叫(jiao)做(zuo)面(mian)波(bo)(bo)的混合波(bo)(bo),波(bo)(bo)長(chang)大、振幅(fu)強(qiang),只能沿地(di)表傳(chuan)播。面(mian)波(bo)(bo)就是造(zao)成(cheng)地(di)表及建筑物被強(qiang)烈(lie)破(po)壞(huai)的罪魁禍(huo)首。
壓力管(guan)道抗震設(she)(she)計本質上是增(zeng)加管(guan)道系統的(de)剛度,減少不(bu)合理管(guan)道材料的(de)使用(yong),確保在地(di)(di)震波到達(da)時,管(guan)道不(bu)因(yin)地(di)(di)震荷載的(de)作(zuo)用(yong)而錯位或(huo)泄漏著(zhu)火。非(fei)埋地(di)(di)管(guan)道的(de)抗震設(she)(she)計一般執行SH/T 3039《石(shi)油化工(gong)非(fei)埋地(di)(di)管(guan)道抗震設(she)(she)計規范》。設(she)(she)計原則(ze)主要包括以下幾方面。
①. 抗震設防烈度(du)6度(du)及以上地區,應進行抗震設計。
②. 管道材料宜選用(yong)鋼制(zhi)材料,嚴禁在有毒可燃介(jie)質選用(yong)填料函補償器。
③. 自力(li)跨越道(dao)路的管(guan)道(dao)應有防(fang)傾倒措施。設防(fang)烈度(du)(du)為8度(du)(du)及(ji)9度(du)(du)時,應自力(li)跨越道(dao)路。
④. 管架上應(ying)有(you)防止管道側向滑落的措施(shi),豎直管道也應(ying)有(you)導向措施(shi)。
⑤. 管道應(ying)進(jin)行抗(kang)震(zhen)驗算(suan)。管道的(de)抗(kang)震(zhen)驗算(suan)僅考慮(lv)(lv)水平方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)作用(yong),不(bu)考慮(lv)(lv)垂直方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)作用(yong),應(ying)分(fen)別對水平面內兩(liang)個主(zhu)軸進(jin)行驗算(suan)。按(an)照壓力(li)(li)管道規范,核算(suan)偶然荷(he)載(zai)(安全閥泄放、水錘、地震(zhen)、風(feng)等視(shi)為(wei)偶然荷(he)載(zai))與(yu)持續荷(he)載(zai)(重力(li)(li)、壓力(li)(li)、支架反(fan)力(li)(li)等稱為(wei)持續荷(he)載(zai),不(bu)包含熱脹冷縮荷(he)載(zai))作用(yong)下,管道總應(ying)力(li)(li)(ASME31.3為(wei)縱向(xiang)(xiang)(xiang)應(ying)力(li)(li))之和,也(ye)就是考慮(lv)(lv)偶然荷(he)載(zai)和持續荷(he)載(zai)共同作用(yong)時的(de)一次(ci)應(ying)力(li)(li),不(bu)超過(guo)計算(suan)溫度下許用(yong)應(ying)力(li)(li)的(de)1.33倍。地震(zhen)和風(feng)荷(he)載(zai)作用(yong)不(bu)考慮(lv)(lv)同時發生。抗(kang)震(zhen)驗算(suan)本身屬于壓力(li)(li)管道應(ying)力(li)(li)分(fen)析(xi)的(de)靜力(li)(li)分(fen)析(xi)范疇。
在(zai)項(xiang)目初(chu)始階段,要根據項(xiang)目設計基礎(chu)資(zi)料,確(que)定項(xiang)目的(de)抗(kang)震(zhen)設防烈度(du)(注意(yi)和地震(zhen)烈度(du)的(de)區別(bie))。平時(shi)設計時(shi),管(guan)道(dao)系統應(ying)有一(yi)定的(de)剛度(du),可以通過一(yi)定量的(de)限制(zhi)性支(zhi)架來(lai)實現,例如固(gu)定支(zhi)架和導(dao)向支(zhi)架等(deng)。管(guan)道(dao)抗(kang)震(zhen)設計見《管(guan)道(dao)應(ying)力(li)分析與工程(cheng)應(ying)用》的(de)詳細講(jiang)述。