文档介绍：▲管道:管子、连接件、阀门等连接而成用于输送气液体和带固体颗粒流体的装置
▲强度:金属材料在外力作用下,抵抗永久变形或断裂的能力
▲地面敷设的优缺点优点:不影响土壤环境,且不受地下水位影响,检修方便发现和清除事故容易。缺点:管道直接设置在空气中,对于非常温管增加冷热能量的损失,限制了通道的高度,不美观。
●失效机理:
①材料:。
②结构—丧失了稳定性 :由于变形引起的截面几何尺寸的改变而导致的丧失平衡的现象。:由于裂纹的不稳定扩展造成的。产生原因:制造—焊缝,母材缺陷、夹渣、分层等;施工—机械损伤、表面划度、凹坑;运行—介质、腐蚀环境。 :材料在交变应力作用下的破坏。原因:内压变化—间歇输送、正反输送、输气;外力变化—风载荷、海底管跨的涡激振动、公路下未加套管的管道 :基本条件:局部环境;敏感元件;:H2S-酸性环境,腐蚀产生氢侵入钢内而产生的裂纹。 :输气管道特有的现象
●管道的结构失稳:a 轴向载荷-轴向失稳b外压-径向失稳c弯曲-径向失稳
d联合载荷-径向失稳。
●弹性敷设是利用管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形来改变管道的走向或适应高程的变化。
●按工艺分,弯头可以分为预制弯管、冷弯弯管、热煨弯管
●永久荷载:施加在管道上不变的,其变化与平均值相比可以忽略不计,其变化是单调的并且趋于限值的荷载。
●可变载荷:施加在管道结构上由人群、物料、交通工具引起的使用或占用荷载
●偶然荷载:设计使用期内偶然出现或不出现其数值很大,可持续时间很短的荷载。
●环向应力是由管道输送介质的内压产生的。
●地下管道产生轴向应力的原因是温度变化和环向应力的泊松效应。
●管道热应力:在管道中由于温度变化产生的应力.
●管道出现温度变化的主要原因:管道在敷设施工时的温度由外部气温决定,而在运行过程中则由输送产品的温度决定,两者之间必然存在差别,不可避免在管道运行过程中产生应力或伸缩变形。
●地下管道应力应变的特点:根据摩擦阻力与热伸缩力的大小,可以将埋地管道分成自由伸缩段、过渡段和嵌固段。在自由伸长段,土壤与管壁的摩擦力为零,也即在该截面处不受约束可以自由伸长,其变形量也大,随着管道向埋地段延伸时,土壤与管壁之间的摩擦阻力越来越大,管段受到周围土壤的约束,使管道变形量越来越小,这段称为过渡段。当这一变化达到某一长度时,摩擦阻力与热伸缩力相平衡,管段的伸缩完全被约束,即不会因温度的变化而产生伸缩变形,受到完全的强制补偿,此段称为嵌固阶段。
◆管道发生下沉会在管道上产生两种新的应力:一是由于管道偏离原来的直线位置产生弯曲,从而产生新的弯曲应力;二是由于管道弯曲而使管道的长度有所增加而产生的拉伸应力。
◆支墩的作用是限制管道的热伸长量。支墩按型式可以分为上托式支墩、预埋式支墩、卡式支墩
◆应力增强系数:弯管内弧环向应力比直管环向应力增大的倍数。应力缩减系数:弯管内弧环向应力比直管环向应力减小的倍数
◆弯管的环向应力的分布规律:
当α=0°或α=180°时,即弯管的中线处,也就是水平弯管的最上和最下处, 和直管的环向应力相同。
当α=270°时,即在水平弯管的内侧弧面上