聚氨酯直埋保溫管道作用及應力分析 所有使管道產生內力及應力的因素都稱為作用 又稱荷載 不同類型的作用 使管道產生不同性質的應力 進一步可能導致不同方式的破壞溫度和壓力是熱力聚氨酯保溫管道上主要的兩種作用 對于直埋管道 還有軸向位移產生的土壤軸向摩擦力和側向位移產生的土壤側向壓縮反力
根據作用的特點 可分為不同的兩類 力作用和位移作用力作用是給定的力 而與管道變形無關 如壓力 力作用產生的應力稱為一次應力它取決于靜力平衡條件 如果一次應力超過了極限狀態 管道會發生無限的塑性流動立即導致爆裂或斷裂 位移作用可以是給定的位移或變形 如熱脹變形或管道沉降 也可以是與位移或變
形有關的力 如土壤的軸向摩擦力和側向壓縮反力 位移作用產生的應力稱為二次應力它取決于變形協調條件 所產生的變形總能使應力下降 而使變形不再發展 如果二次應力超過了極限狀態 管道只會產生有限的塑性變形 但會造成鋼管內部結構一定程度的損傷 實際上 隨著時間推移 任何作用產生的循環往復塑性變形都會使管道發生破損 預制直埋保溫管
另外 在管道局部結構不連續處會產生應力集中 對應的應力稱為峰值應力 峰值應力不會引起顯著的變形 但循環變化的峰值應力 也會造成鋼管內部結構的損傷 導致管道疲勞破壞 管道在彎頭 三通處產生的應力屬于峰值應力 由于土壤的均勻支撐 管道的自重沒有產生自重彎曲應力 故一般忽略不計 區域供熱管道的壓力一般在 0.6 2.5MPa 對于熱網中常用的蒸汽直埋鋼套鋼保溫管道 其公稱壁厚要遠遠大于該壓力所需的設計壁厚 內壓產生的實際應力也就遠遠小于管材的屈服應力 相反 由于管道中熱脹變形不能*釋放 使管道產生了較大的軸向壓力和壓應力 其中軸向壓預制直埋保溫管
應力可能與屈服應力處于同一量級上 因此 在直埋敷設熱力管道中 內壓的影響較小管道產生爆裂的可能性很小 而溫度的影響則較大 管道強度設計中應主要考慮溫度變化產生的循環塑性變形和疲勞破壞另外由于合金管件承受軸向壓力和壓應力 管道還存在失穩問題 運行溫度下的大軸向壓力和壓應力是產生失穩的起因
