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解析直埋熱水管道中的不銹鋼波紋補(bǔ)償器

2015-10-29 17:23:00

admin

原創(chuàng)

4197

摘要：不銹鋼波紋補(bǔ)償器在不同管道的安裝方式是不同的，如直埋熱水管道比蒸汽管道應(yīng)力水平低，對(duì)循環(huán)溫差及管徑較小的長(zhǎng)直管段，在管道安定性分析下的強(qiáng)度驗(yàn)算及豎向穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足要求時(shí)，允許無(wú)補(bǔ)償管段出現(xiàn)，可采用無(wú)補(bǔ)償冷安裝方式敷設(shè)。

不銹鋼波紋補(bǔ)償器在不同管道的安裝方式是不同的，如直埋熱水管道比蒸汽管道應(yīng)力水平低，對(duì)循環(huán)溫差及管徑較小的長(zhǎng)直管段，在管道安定性分析下的強(qiáng)度驗(yàn)算及豎向穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足要求時(shí)，允許無(wú)補(bǔ)償管段出現(xiàn)，可采用無(wú)補(bǔ)償冷安裝方式敷設(shè)。
無(wú)補(bǔ)償冷安裝的敷設(shè)方式雖然降低了工程造價(jià)，方便了施工，但是由于無(wú)補(bǔ)償裝置用以釋放二次應(yīng)力，管道在運(yùn)行過(guò)程中一直處在一個(gè)較高的應(yīng)力水平下，這就要求設(shè)計(jì)人員在計(jì)算時(shí)要更加謹(jǐn)慎。尤其是對(duì)于大管徑管道，當(dāng)常規(guī)壁厚的鋼管直徑超過(guò)700mm時(shí)，會(huì)因橢圓效應(yīng)產(chǎn)生橢圓變形，使得力學(xué)計(jì)算復(fù)雜化。
管道橢圓化變形主要與兩個(gè)因素有關(guān)：
a.直埋管道上面作用的垂直荷載，包括隨埋深增加而加大的土壤荷載和隨埋深增大而減小的車輛等動(dòng)荷載。
b.鋼管的截面參數(shù)，在相同的垂直荷載作用下，鋼管半徑越大，橢圓化變形越大；管壁越厚，橢圓化變形越小。鋼管橢圓化變形如超過(guò)一定限值，易造成局部失穩(wěn)破壞，最終導(dǎo)致管道系統(tǒng)破壞。
因此，在設(shè)計(jì)計(jì)算無(wú)補(bǔ)償冷安裝的直埋管道時(shí)，若管徑較大，不僅需要對(duì)管道的安定性和豎向穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算，還需要按照受壓薄壁殼體模型進(jìn)行受力分析，以保證管道的局部穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)局部皺結(jié)。
對(duì)于設(shè)置一次性不銹鋼波紋管補(bǔ)償器等預(yù)應(yīng)力安裝方式，雖然管道熱伸長(zhǎng)降低，管道的整體及局部穩(wěn)定性會(huì)有所提高，但由于管道運(yùn)行溫差不變，管道溫度應(yīng)力變化并未改變，管道仍與冷安裝具有同樣的強(qiáng)度狀態(tài)，安定性條件仍需保證方可通過(guò)。