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解析直埋熱水管道中的不銹鋼波紋補償器

2015-10-29 17:23:00

admin

原創(chuàng)

4312

摘要：不銹鋼波紋補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，對循環(huán)溫差及管徑較小的長直管段，在管道安定性分析下的強度驗算及豎向穩(wěn)定性驗算滿足要求時，允許無補償管段出現(xiàn)，可采用無補償冷安裝方式敷設(shè)。

不銹鋼波紋補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，對循環(huán)溫差及管徑較小的長直管段，在管道安定性分析下的強度驗算及豎向穩(wěn)定性驗算滿足要求時，允許無補償管段出現(xiàn)，可采用無補償冷安裝方式敷設(shè)。
無補償冷安裝的敷設(shè)方式雖然降低了工程造價，方便了施工，但是由于無補償裝置用以釋放二次應(yīng)力，管道在運行過程中一直處在一個較高的應(yīng)力水平下，這就要求設(shè)計人員在計算時要更加謹(jǐn)慎。尤其是對于大管徑管道，當(dāng)常規(guī)壁厚的鋼管直徑超過700mm時，會因橢圓效應(yīng)產(chǎn)生橢圓變形，使得力學(xué)計算復(fù)雜化。
管道橢圓化變形主要與兩個因素有關(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)計計算無補償冷安裝的直埋管道時，若管徑較大，不僅需要對管道的安定性和豎向穩(wěn)定性進行驗算，還需要按照受壓薄壁殼體模型進行受力分析，以保證管道的局部穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)局部皺結(jié)。
對于設(shè)置一次性不銹鋼波紋管補償器等預(yù)應(yīng)力安裝方式，雖然管道熱伸長降低，管道的整體及局部穩(wěn)定性會有所提高，但由于管道運行溫差不變，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度狀態(tài)，安定性條件仍需保證方可通過。