蒸汽直埋保溫管實體廠家

 直埋管道安全狀態的分析： 對于 DN500 以上的大口徑直埋供熱管道，與小口徑的直埋管道設計中強度計算原理 是相同的，都需要通過強度驗算看管道能否處于安全狀態，但對于大口徑直埋管道在設 計中除了按照《城鎮直埋供熱管道工程技術規程》中規定對管道進行強度條件計算外， 通過對管道安全狀態的分析，還應考慮管道局部失穩、截面橢圓變形等的影響，這兩點 在 DN500 以下小口徑直埋管道設計中往往是可以不考慮的。下面對直埋管道的安全狀 態進行詳細分析： 4.1 強度失效 根據作用的不同（荷載）的不同，管道中的應力可以分為一次應力、二次應力和峰 值應力，每種應力都可以引起不同方式的破壞。

a) 塑性流動：內壓產生的一次應力，滿足靜力平衡條件，所引起的變形具有非自限 性。當一次應力超過屈服應力時，管壁會產生較大的塑性變形（塑性流動），塑性變形 的進一步增加，可導致爆裂或斷裂。

b) 循環塑性變形：溫度變化產生的二次應力，滿足變形協調條件，所引起的變形具 有自限性，變形的同時總能使應力下降，反過來又使變形不在發展，故二次應力只會產 生有限的塑性變形。然而，這種塑性變形會造成管壁內部結構一定程度的損傷，循環往 復的塑性變形將使管道發生破損。在管道的使用期間內，當循環變化的壓力和溫度所產 生應力（一次應力及二次應力）變化范圍超過了兩倍的屈服應力時，將產生循環塑性破 壞（在升溫過程中的壓縮塑性變形和在降溫過程中的拉伸塑性變形）。

c) 疲勞破壞：應力集中通常發生在彎頭、折角、大小頭及三通等管件處。在溫度和 壓力變化過程中，應力集中引起的峰值應力，只在很小的局部范圍內產生循環塑性變形。 一方面，該區域是被彈性區域包圍的，故不會引起爆裂或斷裂；另一方面，塑性變形對 鋼材的損傷作用，使管道經歷了一定的運行周期后，產生疲勞破壞。峰值應力的變化范 圍越大，疲勞破壞所經歷的周期就越短。

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穩定失效 從整個管線看，管道屬于桿件；從管道局部看，管道屬于薄壁殼體。當熱力管道處 于受壓狀態時，將可能出現兩種不同方式失穩破壞。 整體失穩：在軸向壓應力作用下，由于壓桿效應，可能會引起管線的整體失穩。 局部失穩：在軸向壓應力作用下，管壁可能出現局部皺結，引起局部失穩。 除上述失效方式外，橫斷面上的土壤荷載和交通荷載也會使管道截面產生橢圓化變 形，過大的橢圓化變形也會使管道產生破壞。 5 大口徑直埋管道的設計要點： 當管道的管徑不大于 DN500 時，管道只會出現無限塑性流動、循環塑性變形、疲勞 破壞和整體失穩，而不會有其它方式的破壞出現。針對這種情況，文獻[2]給出了相應破 壞方式出現的強度條件。當上述強度條件得到滿足時，DN500 以下的管道將處于安全狀 態。 當管道的管徑大于 DN500 時，除上述破壞方式外，局部失穩和截面橢圓變形出現的 概率將大大增加，會成為大口徑直埋管道的主要失效方式。那么，需要針對這兩種方式 建立新的強度條件，并使管道滿足上述條件，則管道處于安全狀態，這時，大口徑預制 保溫管的直埋敷設是可行的。

a) 局部失穩：文獻[1]給出了驗算鋼管管壁局部穩定性的強度條件。產生局部失穩的 因素是管道的軸向應變，軸向應變取決于熱脹變形的大小和熱脹變形的釋放程度。由于 冷安裝方式的下的管道溫升大于預熱安裝方式下的管道溫升，故預熱安裝方式下，熱脹 變形量較小，熱脹變形的釋放與管道補償狀態有關，有補償管段的釋放程度要大于無補 償管段的釋放程度。另一方面，局部失穩的可能性還與管道的截面性有關，在軸向應變 相同的管道中，隨著管壁的增厚而局部失穩的可能性減少，而隨著鋼管平均半徑的增大 而局部失穩的可能性增大。計算方法如下： 計算極限狀態應力時： rm／δ≤28.7 則：σZ max≤334 MPa； rm／δ＞28.7 則：σZ max ≤[9250(δ／rm )+11.7 ] MPa； 計算極限狀態溫差時： rm／δ≤28.7 則：ΔT≤130℃； rm／δ＞28.7 則：ΔT≤[3500(δ／rm )+8 ] ℃； 式中：rm — 鋼管的平均半徑，m； δ— 鋼管的壁厚，m； σZ max— 管道較大軸向應力，MPa； ΔT— 管道工作與安裝溫差，℃。 b) 橢圓化變形：文獻[3]給出了驗算土壓力和車輛荷載作用下控制鋼管截面橢圓化變 形的穩定條件，即保證鋼管截面橢圓化變形不大于鋼管外徑的 30%。產生徑向變形的主 要原因是管道上作用的垂直荷載，包括隨埋深增加而加大的土壤荷載和隨埋深增加而減 小的車輛荷載。同樣，還與鋼管的截面參數有關，在相同的垂直荷載作用下，平均半徑 越大，徑向變形越大，管壁越厚，徑向變形越小。當埋深較淺或較深時，應適當加大鋼 管的壁厚，這樣才能保證局部失穩的要求。