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新聞資訊
定核管道恒力彈簧支吊架的應力分析依據

時間:2018/02/05    點擊量:9

石化管道上恒力彈簧支吊架承受管道荷載、限製管道位移、控製管道振動。在應力分析中要嚴格控製管道對設備接口的推力為減小這種推力,在管道設計中需在某些特定位置設置給定荷載的恒力彈簧支吊架。而管道其荷載分配是以自重分配盡量均勻為原則的,給定荷載吊架的承受荷載是人為給定的,勢必會破壞自重荷載分配的均勻性,從而影響管係的應力分布。木文將結合具體計算實例來分析分配荷載吊架應用時對管道應力的影響,從而指出使用給定荷載支吊架是應該注意的一些問題

    一次應力是由機械外載荷引起的止應力和剪切應力,它必須滿足外部和內部的力和力矩的平衡法則。一次應力是非自限性的,它始終隨所加載荷的增加而增加,超過材料的屈服極限或持久強度時,將使管道發生塑性破壞或總體變形,因此在管係的應力分析中,首先應使一次應力滿足許用應力值。

    二次應力是由於變形受到約束所產生的止應力或剪應力,它木身不直接與外力相平衡。管道內一次應力通常是由位移載荷引起的(如熱膨脹、附加位移,安裝誤差,振動載荷);一次應力是自限性的,當局部屈服和產生少量塑性變形時,通過變形協調就能使應力降低;一次應力是周期性的(除去安裝引起的一次應力);一次應力的許用極限是基於周期性和疲勞斷裂模式,不取決於一個時期的應力水平,而是取決於交變的應力範圍和交變的循環次數。峰值應力是局部應力集中、局部結構不連續或局部熱應力等所引起的較大的應力。

石化管道上有關恒力彈簧支吊架荷載分配的原則是分配應盡量使管係自重應力較為均勻,使自重應力的最大值為最小。目前廣泛采用的管道應力計算軟件大多都采用吊零原則分配荷載,即每個支吊點處自重產生的位移為零的條件來分配荷載,它是一種按變性條件分配荷載的原則,自重應力較為均勻。但是吊零分配也有局限性,在支吊點跨距很大分布很不均勻的時候,某些位置恒力彈簧支吊架荷載分配會很小甚至脫空。因此管係的某些位置需要不均勻設置支吊架的,比如在設備接口、閥門、三通處等處,此時的恒力彈簧支吊架不宜按吊零方式分配荷載,可人為給定荷載進行。給定荷載恒力彈簧支吊架改變了吊零分配的荷載,必定影響自重應力的分配,導致的結果即如上述例題所示,一次應力最大值有所增加,但是一次應力受影響程度不是很明顯。

    當給定荷載恒力彈簧支吊架引起管道彈性轉移加大時,作用效果相當於施加外力荷載,所產生的應力近似於一次應力。對於蠕變溫度以下工作的管道,荷載的作用與時間無關,主要驗算一次應力、一次應力及峰值應力是否超出材料的許用應力即可。對於蠕變溫度以上工作的管道,由於有非彈性應變的積累,除了要驗證一次應力和一次應力的安定性之外,還需考慮一次應力加一次應力的變形量控製,應特別注意。

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