壓力管道強度計算..

《壓力管道強度計算..》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、.壓力管道的強度計算????1．承受內(nèi)壓管子的強度分析???按照應(yīng)力分類，管道承受壓力載荷產(chǎn)生的應(yīng)力，屬于一次薄膜應(yīng)力。該應(yīng)力超過某一限度，將使管道整體變形直至破壞。　　承受內(nèi)壓的管子，管壁上任一點的應(yīng)力狀態(tài)可以用3個互相垂直的主應(yīng)力來表示，它們是：沿管壁圓周切線方向的環(huán)向應(yīng)力σθ，平行于管道軸線方向的軸向應(yīng)力σz，沿管壁直徑方向的徑向應(yīng)力σr，如圖2．1，設(shè)P為管內(nèi)介質(zhì)壓力，Dn為管子內(nèi)徑，S為管子壁厚。則3個主應(yīng)力的平均應(yīng)力表達式為管壁上的3個主應(yīng)力服從下列關(guān)系式：σθ＞σz＞σr根據(jù)最大剪應(yīng)力強度理論，材料的破壞由最大剪應(yīng)力引起，當(dāng)量應(yīng)力為最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力

2、之差，故強度條件為σe=σθ-σr≤[σ]　　將管壁的應(yīng)力表達式代入上式，可得理論壁厚公式......圖2．1承受內(nèi)壓管壁的應(yīng)力狀態(tài)　　工程上，管子尺寸多由外徑Dw表示，因此又得昂一個理論壁厚公式???2．管子壁厚計算承受內(nèi)壓管子理論壁厚公式，按管子外徑確定時為按管子內(nèi)徑確定時為式中：　　Sl......——管子理論壁厚，mm；　　P——管子的設(shè)計壓力，MPa；　　Dw——管子外徑，mm；　　Dn——管子內(nèi)徑，mm；　　φ——焊縫系數(shù)；　　[σ]t——管子材料在設(shè)計溫度下的基本許用應(yīng)力，MPa?！　」茏永碚摫诤?，僅是按照強度條件確定的承受內(nèi)壓所需的最小管子壁厚。它只考

3、慮了內(nèi)壓這個基本載荷，而沒有考慮管子由于制造工藝等方面造成其強度削弱的因素，因此它只反映管道正常部位強度沒有削弱時的情況。作為工程上使用的管道壁厚計算公式，還需考慮強度削弱因素。因此，工程上采用的管子壁厚計算公式為Sj=Sl+C(2-3)式中：Sj——管子計算壁厚，mm；　　C——管子壁厚附加值，mm。　　(1)焊縫系數(shù)(φ)　　焊縫系數(shù)φ，是考慮了確定基本許用應(yīng)力安全系數(shù)時未能考慮到的因素。焊縫系數(shù)與管子的結(jié)構(gòu)、焊接工藝、焊縫的檢驗方法等有關(guān)?！　「鶕?jù)我國管子制造的現(xiàn)實情況，焊縫系數(shù)按下列規(guī)定選?。篬1]　　對無縫鋼管，φ=1．0；對單面焊接的螺旋線鋼管，φ=0．6

4、；對于縱縫焊接鋼管，參照《鋼制壓力容器》的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選?。骸　、匐p面焊的全焊透對接焊縫：　　100％無損檢測φ=1．0；　　局部無損檢測φ=0．S5?！　、趩蚊婧傅膶雍缚p，沿焊縫根部全長具有墊板：　　100％無損檢測φ=0．9；　　局部無損檢測φ=0．8；　　(2)壁厚附加量(C)　　壁厚附加量C，是補償鋼管制造：工藝負(fù)偏差、彎管減薄、腐蝕、磨損等的減薄量，以保證管子有足夠的強度。它按下列方法計算：C=C1+C2?(2-4)式中：C1——管子壁厚負(fù)偏差、彎管減薄量的附加值，mm；　　　C2——管子腐蝕、磨損減薄量的附加值，mm?！　、俟茏颖诤褙?fù)偏差和彎管減薄量的附加值

5、：　　在管子制造標(biāo)準(zhǔn)中，允許有一定的壁厚負(fù)偏差，為了使管子在有壁厚負(fù)偏差時的最小壁厚不小于理論計算壁厚，管子計算壁厚中必須計人管子壁厚負(fù)偏差的附加值。　　在管子標(biāo)準(zhǔn)中，壁厚允許負(fù)偏差一般用壁厚的百分?jǐn)?shù)表示，令α為管子壁厚負(fù)偏差百分?jǐn)?shù)，則得......　　熱軋無縫鋼管。值的規(guī)定值見表2．1。表2．1普通鋼管厚度負(fù)偏差α值[2]鋼管種類壁厚(mm)負(fù)偏差α%普通高級碳素鋼和低合金鋼≤20＞201512.512.510不銹鋼≤10＞10-20152012.515　　如果需要同時計及彎管減薄量的補償，則壁厚附加值可按下列方法考慮：[3]　　在彎制管予時，彎管的外側(cè)壁厚將減薄，

6、內(nèi)側(cè)壁厚將加厚。目前一般采用的熱彎工藝，彎管減薄量約為8％～10％，但彎管在內(nèi)壓作用下的應(yīng)力分布與直管有區(qū)別，在彎管彎曲半徑大于管子外徑4倍，彎管減薄量為8％～10％時，內(nèi)壓引起的環(huán)向應(yīng)力比直管約大5％。在此情況下，工程上一般將彎管與直管取相同的理論壁厚，而在壁厚附加值中計人一定的裕量。作為對彎管減薄量的補償。壁厚附加值由下式計算：　　以上為無縫鋼管管子壁厚附加值C1的計算方法。對于采用鋼板或鋼帶卷制的焊接鋼管，其壁厚負(fù)偏差就是鋼板、鋼帶的允許負(fù)偏差。這時的C1值可按下列數(shù)據(jù)采用：　　壁厚為5．5mm及以下時，C1=0．5mm；　　壁厚為7mm及以下時，　C1=0．6

7、mm；　　壁厚為25mm及以下時，　C1=0．8mm；　?、诠茏痈g和磨損減薄量的附加值　　當(dāng)介質(zhì)對管子的腐蝕并不嚴(yán)重，即腐蝕速度小于0．05mm／a(年)時，單面腐蝕取C2=1～1．5mm，雙面腐蝕取C2=2～2．5mm?！　‘?dāng)管子外面涂防腐油漆時，可認(rèn)為是單面腐蝕，當(dāng)管子內(nèi)外壁均有較嚴(yán)重腐蝕時，則認(rèn)為是雙面腐蝕?！　‘?dāng)介質(zhì)對管子材料腐蝕速率大于0．05mm／a時，則應(yīng)根據(jù)腐蝕速度和使用年限決定C2......值。????3．彎管壁厚計算???彎管在承受內(nèi)壓時，若彎管各點壁厚相同，且無橢圓效應(yīng)，則彎管內(nèi)側(cè)應(yīng)力最大，外側(cè)最小，彎管破壞應(yīng)發(fā)生在內(nèi)側(cè)。但