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滄州盛邦管道集團(tuán)有限公司
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黑夾克保溫管安全狀態(tài)的分析
2018-11-8 閱讀(231)
黑夾克保溫管安全狀態(tài)的分析：
對(duì)于 DN500 以上的大口徑直埋供熱管道，與小口徑的直埋管道設(shè)計(jì)中強(qiáng)度計(jì)算原理是相同的，都需要通過強(qiáng)度驗(yàn)算看管道能否處于安全狀態(tài)，但對(duì)于大口徑直埋管道在設(shè)計(jì)中除了按照《城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定對(duì)管道進(jìn)行強(qiáng)度條件計(jì)算外，通過對(duì)管道安全狀態(tài)的分析，還應(yīng)考慮管道局部失穩(wěn)、截面橢圓變形等的影響，這兩點(diǎn)在 DN500 以下小口徑直埋管道設(shè)計(jì)中往往是可以不考慮的。下面對(duì)黑夾克保溫管的安全狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)分析：
1 強(qiáng)度失效
根據(jù)作用的不同（荷載）的不同，管道中的應(yīng)力可以分為一次應(yīng)力、二次應(yīng)力和峰值應(yīng)力，每種應(yīng)力都可以引起不同方式的破壞。
a) 塑性流動(dòng)：內(nèi)壓產(chǎn)生的一次應(yīng)力，滿足靜力平衡條件，所引起的變形具有非自限性。當(dāng)一次應(yīng)力超過屈服應(yīng)力時(shí)，管壁會(huì)產(chǎn)生較大的塑性變形（塑性流動(dòng)），塑性變形的進(jìn)一步增加，可導(dǎo)致爆裂或
b) 循環(huán)塑性變形：溫度變化產(chǎn)生的二次應(yīng)力，滿足變形協(xié)調(diào)條件，所引起的變形具有自限性，變形的同時(shí)總能使應(yīng)力下降，反過來又使變形不在發(fā)展，故二次應(yīng)力只會(huì)產(chǎn)生有限的塑性變形。然而，這種塑性變形會(huì)造成管壁內(nèi)部結(jié)構(gòu)一定程度的損傷，循環(huán)往復(fù)的塑性變形將使管道發(fā)生破損。在管道的使用期間內(nèi)，當(dāng)循環(huán)變化的壓力和溫度所產(chǎn)生應(yīng)力（一次應(yīng)力及二次應(yīng)力）變化范圍超過了兩倍的屈服應(yīng)力時(shí)，將產(chǎn)生循環(huán)塑性破壞（在升溫過程中的壓縮塑性變形和在降溫過程中的拉伸塑性變形）。
c) 疲勞破壞：應(yīng)力集中通常發(fā)生在彎頭、折角、大小頭及三通等管件處。在溫度和壓力變化過程中，應(yīng)力集中引起的峰值應(yīng)力，只在很小的局部范圍內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)塑性變形。一方面，該區(qū)域是被彈性區(qū)域包圍的，故不會(huì)引起爆裂或斷裂；另一方面，塑性變形對(duì)鋼材的損傷作用，使管道經(jīng)歷了一定的運(yùn)行周期后，產(chǎn)生疲勞破壞。峰值應(yīng)力的變化范圍越大，疲勞破壞所經(jīng)歷的周期就越短。
2 穩(wěn)定失效
從整個(gè)管線看，管道屬于桿件；從管道局部看，管道屬于薄壁殼體。當(dāng)熱力管道處于受壓狀態(tài)時(shí)，將可能出現(xiàn)兩種不同方式失穩(wěn)破壞。整體失穩(wěn)：在軸向壓應(yīng)力作用下，由于壓桿效應(yīng)，可能會(huì)引起管線的整體失穩(wěn)。局部失穩(wěn)：在軸向壓應(yīng)力作用下，管壁可能出現(xiàn)局部皺結(jié)，引起局部失穩(wěn)。除上述失效方式外，橫斷面上的土壤荷載和交通荷載也會(huì)使管道截面產(chǎn)生橢圓化變形，過大的橢圓化變形也會(huì)使管道產(chǎn)生破壞。
