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第五节 压力管道的载荷和应力分类
、压力管道的载荷
作用于压力管道的载荷有管内介质产生的压力,管子重量(包括管内介质、保温材料等)产生的均布载荷,阀门、三通、法兰等管件重量产生的集中载荷,管道支吊架产生的反力,管道溢度变化热胀冷缩受约束产生的热载荷,管道安装施工时各部分尺寸误差产生的安装残余应力,与管道连接的设备变位或其它原因的管端位移引起管系变形而产生的载荷等等。它们都使管道产生内力和变形。此外,由于管内介质压力脉动引起的管道振动以及液击产生的冲击波等也是管系设计中必须加以考虑的载荷。由于不同特征的载荷产生的应力性态及其对破坏的影响不同。因此需要对载荷进行分类。
⑴根据载荷作用时间的长短可以分为恒载荷和活载荷。恒载荷是指恃续作用于管道的载荷,如介质压力、管道自重、支吊架反力、热胀受约束产生的热负荷、应变自均衡产生的自拉力和残余应力等;活载荷是指临时作用于管道的载荷。
⑵根据载荷作用的性质可以分为静力载荷和动力载荷。静力载荷是指缓慢、毫无振动地加到管道上的载荷,它的大小和位置与时间无关,或者是极为缓慢地变化,可略去惯性力的影响,不使管道产生显着运动。动力载荷是指随时间迅速变化的载荷,使管道产生显着的运动。而且必须考虑惯性力的影响.例如管道的振动、阀门突然关闭时的压力冲击、地震等。
、应力分类
管道在压力载荷、机械载荷及热负荷等作用下在整个管路或某些局部区域产生不同性质的应力。对于不同性质的应力应当区别对待.根据它对管道破坏所起作用的不同,给予不同的限定。压力管道的应力一般可分为一次应力(P)、二次应力(Q)和峰值应力(F)。
⑴一次应力是由于外载荷作用而在管道内部产生的正应力或剪应力,它必须满足力与力矩的平衡法则。一次应力的基本特征是非自限性的,它始终随载荷的增加而增加,超过屈服极限或持久强度,将使管道发生过度的变形而破坏。
⑵二次应力是管道由于变形受约束而产生的正应力或剪应力,它本身不直接与外力相平衡。二次应力的特点是有自限性,当局部范围内的材料产生屈服或小量变形时,相邻部分之间的约束便得到缓和,使变形趋向协调不再继续发展,而应力自动地限制在一定的范围内。例如,管道由于热胀冷缩和其它位移受约束而产生的应力属于二次应力。
⑶峰值应力是出于载荷、结构形状的局部突变而引起的局部应力集中的最高应力值。峰值应力的特征是整个结构不产生任何显着的变形,它是疲劳破坏和脆性断裂的可能根源。例如:管道中小的转弯半径处,焊缝咬
办理泰州带金属骨架的聚乙烯管材资质要是什么
来源:本站原创 浏览:175次 时间:2020-09-03
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