管道應力的計算主要是計算管道和波紋補償器在內壓,連續外載荷作用下產生的應力,并受熱膨脹和收縮等位移的限制。根據各種載荷引起的應力,管道損壞的機理是不同的。久安波紋補償器廠家認為管道的應力分為三類:初級應力,次級應力和峰值應力。不同的分析方法用于不同的應力。
1.一次應力。
內部壓力和管道連續外部負載產生的應力屬于主應力。主要壓力的主要特征是沒有限制。當內部壓力和由連續外部負載產生的應力達到管道的屈服極限時,各種外部載荷不會因結構構件的變形而改變,并且動作持續直到部件被破壞。為防止發生此類損壞,應對主應力進行極限分析,即主應力值不得超過材料計算溫度下的允許應力值。主應力通常以兩種方式計算,即內部壓力平移應力檢查和內部壓力軸向應力以及連續外部載荷應力檢查。
內部減壓應力的計算也是對管壁厚度的檢查。在工程設計中,通常根據介質的設計壓力選擇標準管道外徑和壁厚。也就是說,管道的外徑和壁厚通過設計流量和壓力來選擇,并且不必每次都計算內部壓力計算應力。
(2)軸向壓力和連續外部載荷應力的計算軸向主應力與管道布置有關。后兩者與管道支撐的跨度有關。在實際工程設計中,可根據管道外徑和壁厚使用設計手冊。管道工作單元的長度用于確定管道支撐的跨度,使其能夠滿足軸向應力的檢查條件。
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2.二次應力。
由于波紋補償器的熱膨脹和收縮引起的管變形引起的應力是次要應力。次要壓力的主要特征是其自我限制。二次應力是由熱位移引起的,這些位移值是固定的。當二次應力導致管道達到屈服點時,管道不會無限期地變形,并且在塑性變形發生后,應力值將下降。二次應力造成的損壞是由重復交變應力引起的疲勞損傷。次要應力的定義是控制某個交替應力的范圍和交替循環的數量。
實際運行的管道具有主要和次要應力。主應力和次應力的總和稱為組合應力。二次應力值的大小與管道布置密切相關。所謂的管道補償計算實際上是二次應力計算。
3.峰值應力。
在內部壓力的作用下,在彎頭和三通等管件下會發生連續的外部載荷,金屬膨脹節的熱膨脹和冷縮,局部應力集中或峰值應力。在執行應力計算時引入應力增強因子的概念。應力增強因子m的值與幾何形狀有關。通常,在設計中使用的彎曲管的彎曲半徑,或彎曲管的加厚和T形件的壁厚,是為了減小應力增強系數m的值。