某地區(qū)6.0級地震使工廠架空管道管架倒塌、管線掉落及錯位。過大的管道位移會造成管道焊縫、法蘭及螺紋接口泄漏,泄漏的油氣污染環(huán)境,并引起火災(zāi)。
地震發(fā)生時,震源會向外輻射兩種不同類型的地震波:縱波、橫波。其中縱波在地殼中傳播速度為5.5~7km/s,它最先向外擴散,使地面上下震動,但破壞性較弱。橫波在地殼中的傳播速度為3.2~4km/s,在縱波之后到達(dá),它使地面發(fā)生前后、左右抖動,破壞性相對較強。橫波和縱波在地表相遇后,會激發(fā)產(chǎn)生一種叫做面波的混合波,波長大、振幅強,只能沿地表傳播。面波就是造成地表及建筑物被強烈破壞的罪魁禍?zhǔn)住?/span>
壓力管道抗震設(shè)計本質(zhì)上是增加管道系統(tǒng)的剛度,減少不合理管道材料的使用,確保在地震波到達(dá)時,管道不因地震荷載的作用而錯位或泄漏著火。非埋地管道的抗震設(shè)計一般執(zhí)行SH/T 3039《石油化工非埋地管道抗震設(shè)計規(guī)范》。設(shè)計原則主要包括以下幾方面。
①. 抗震設(shè)防烈度6度及以上地區(qū),應(yīng)進行抗震設(shè)計。
②. 管道材料宜選用鋼制材料,嚴(yán)禁在有毒可燃介質(zhì)選用填料函補償器。
③. 自力跨越道路的管道應(yīng)有防傾倒措施。設(shè)防烈度為8度及9度時,應(yīng)自力跨越道路。
④. 管架上應(yīng)有防止管道側(cè)向滑落的措施,豎直管道也應(yīng)有導(dǎo)向措施。
⑤. 管道應(yīng)進行抗震驗算。管道的抗震驗算僅考慮水平方向作用,不考慮垂直方向作用,應(yīng)分別對水平面內(nèi)兩個主軸進行驗算。按照壓力管道規(guī)范,核算偶然荷載(安全閥泄放、水錘、地震、風(fēng)等視為偶然荷載)與持續(xù)荷載(重力、壓力、支架反力等稱為持續(xù)荷載,不包含熱脹冷縮荷載)作用下,管道總應(yīng)力(ASME31.3為縱向應(yīng)力)之和,也就是考慮偶然荷載和持續(xù)荷載共同作用時的一次應(yīng)力,不超過計算溫度下許用應(yīng)力的1.33倍。地震和風(fēng)荷載作用不考慮同時發(fā)生??拐痱炈惚旧韺儆趬毫艿缿?yīng)力分析的靜力分析范疇。
在項目初始階段,要根據(jù)項目設(shè)計基礎(chǔ)資料,確定項目的抗震設(shè)防烈度(注意和地震烈度的區(qū)別)。平時設(shè)計時,管道系統(tǒng)應(yīng)有一定的剛度,可以通過一定量的限制性支架來實現(xiàn),例如固定支架和導(dǎo)向支架等。管道抗震設(shè)計見《管道應(yīng)力分析與工程應(yīng)用》的詳細(xì)講述。