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沧州盛邦管道集团有限公司
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黑夹克保温管安全状态的分析
2018-11-8 阅读(236)
黑夹克保温管安全状态的分析：
对于 DN500 以上的大口径直埋供热管道，与小口径的直埋管道设计中强度计算原理是相同的，都需要通过强度验算看管道能否处于安全状态，但对于大口径直埋管道在设计中除了按照《城镇直埋供热管道工程技术规程》中规定对管道进行强度条件计算外，通过对管道安全状态的分析，还应考虑管道局部失稳、截面椭圆变形等的影响，这两点在 DN500 以下小口径直埋管道设计中往往是可以不考虑的。下面对黑夹克保温管的安全状态进行详细分析：
1 强度失效
根据作用的不同（荷载）的不同，管道中的应力可以分为一次应力、二次应力和峰值应力，每种应力都可以引起不同方式的破坏。
a) 塑性流动：内压产生的一次应力，满足静力平衡条件，所引起的变形具有非自限性。当一次应力超过屈服应力时，管壁会产生较大的塑性变形（塑性流动），塑性变形的进一步增加，可导致爆裂或
b) 循环塑性变形：温度变化产生的二次应力，满足变形协调条件，所引起的变形具有自限性，变形的同时总能使应力下降，反过来又使变形不在发展，故二次应力只会产生有限的塑性变形。然而，这种塑性变形会造成管壁内部结构一定程度的损伤，循环往复的塑性变形将使管道发生破损。在管道的使用期间内，当循环变化的压力和温度所产生应力（一次应力及二次应力）变化范围超过了两倍的屈服应力时，将产生循环塑性破坏（在升温过程中的压缩塑性变形和在降温过程中的拉伸塑性变形）。
c) 疲劳破坏：应力集中通常发生在弯头、折角、大小头及三通等管件处。在温度和压力变化过程中，应力集中引起的峰值应力，只在很小的局部范围内产生循环塑性变形。一方面，该区域是被弹性区域包围的，故不会引起爆裂或断裂；另一方面，塑性变形对钢材的损伤作用，使管道经历了一定的运行周期后，产生疲劳破坏。峰值应力的变化范围越大，疲劳破坏所经历的周期就越短。
2 稳定失效
从整个管线看，管道属于杆件；从管道局部看，管道属于薄壁壳体。当热力管道处于受压状态时，将可能出现两种不同方式失稳破坏。整体失稳：在轴向压应力作用下，由于压杆效应，可能会引起管线的整体失稳。局部失稳：在轴向压应力作用下，管壁可能出现局部皱结，引起局部失稳。除上述失效方式外，横断面上的土壤荷载和交通荷载也会使管道截面产生椭圆化变形，过大的椭圆化变形也会使管道产生破坏。
