壓力管道應(yīng)力分析ppt課件-在線瀏覽
2025-06-23 18:01本頁(yè)面
【正文】 σ e ? f ([σ] + [σ] t )? 考慮軸向載荷時(shí)，單獨(dú)計(jì)算熱脹二次 應(yīng)力σ e ：? σ e ? f[ ([σ] + [σ] t )σ zhl]? 其中： f為修正系數(shù)。? P 管子的設(shè)計(jì)壓力 MPa。? Ej 焊接接頭系數(shù) 。? Y 考慮溫差應(yīng)力影響的系數(shù)? （ 2）管子設(shè)計(jì)壁厚 tsd? 在工程上，需要考慮強(qiáng)度削弱因素? tsd= ts +C ? 式中： tsd 管子的設(shè)計(jì)壁厚 , mm。? （ 2）設(shè)計(jì)溫度? 原則上說(shuō)，設(shè)計(jì)溫度應(yīng)為管道器壁溫度，實(shí)際設(shè)計(jì)中以介質(zhì)的操作溫度作為設(shè)計(jì)溫度? ts= PD0 / (2[σ] tEj+ PY) ? （ 3）許用應(yīng)力 [σ] t （ GB 50316 ， P102)? 許用應(yīng)力的選取要考慮四方面的因素 :? 材料、使用狀態(tài)、厚度范圍、設(shè)計(jì)溫度? （ 4）焊接接頭系數(shù) Ej（ GB 50316 ， P21)? Ej ≤? （ 5）系數(shù) Y （ GB 50316 ， P44)? 當(dāng) ts D0 /6 、設(shè)計(jì)溫度 482時(shí) ? 對(duì)管道常用材料 Y= ? （ 6）壁厚附加量 C（ P35)? C=C1+C2? 式中：? C1 管子壁厚負(fù)偏差、彎管減薄量? 的附加值， mm。 C2的大小與介質(zhì)有關(guān)? 當(dāng)腐蝕不嚴(yán)重時(shí)，單面取 ,雙面取 23? 否則，按腐蝕速率和設(shè)計(jì)壽命算? 練習(xí)：? 名詞解釋? （ 1）一次應(yīng)力? 一次應(yīng)力是指平衡外加機(jī)械載荷所必須的應(yīng)力。? （ 2）許用應(yīng)力? 許用應(yīng)力是在考慮了各種可能因素的情況下人為指定的應(yīng)力許用上限。? （ 3）設(shè)計(jì)壓力? 設(shè)計(jì)壓力應(yīng)不小于操作條件最苛刻時(shí)的壓力。 ? （ 2）引起管道一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的靜載荷，其特性有什么不同？表現(xiàn)在什么地方？? 一次應(yīng)力是由外載荷作用在管道上引起的內(nèi)力，隨外載荷的增加而增加，? 二次應(yīng)力是由于熱應(yīng)力或變形約束而產(chǎn)生的應(yīng)力，特點(diǎn)為有自限性。? （ 注： Q235 [σ] t =113 MPa）? 解：? ts= PD0 / 2 ([σ] t Ej + PY) ? 其中： P= MPa ? D0=630 mm? t℃=100℃? 材料 Q235 熱軋狀態(tài) 100℃ 、假定厚度范圍 316 mm, ? [σ] t =113 MPa ? 雙面對(duì)接焊，焊縫進(jìn)行 20%射線檢測(cè) Ej= ? Y= (100℃482℃)? 代入公式? ts= PD0 / 2 ( [σ] t Ej + PY)? ts=*630/(2*113*+*)? = mm? D0/6=630/6=105 (Y滿足條件）? C=C1+C2? C2=2 mm C1= mm（ p36)? C= mm? tsd= += mm? 答：可選用 tn=8mm的鋼板。? ts= PD0 / 2([σ] t Ej + PY)? P=12 MPa ? D0=273 mm? [σ] t =113 MPa ? Ej=1? Y= （ 50 ℃ 482 ℃ ）? ts=12*273/(2*113*1+12*)? = mm ? （ 3）已知 DN300無(wú)縫鋼管的外徑為325 mm，管內(nèi)設(shè)計(jì)壓力為 MPa , 管材為普通低合金鋼，設(shè)計(jì)溫度為 425 ℃， 在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力為 87 MPa，腐蝕附加量 mm, 求管子的名義厚度。? 彎管壁厚計(jì)算? （ 1）計(jì)算壁厚 tlw? tlw= ts(1 + D0/4R )? tlw= PD0 /2 ([σ] tEj+ PY) (1 + D0/4R )? （ 2）設(shè)計(jì)壁厚和名義壁厚? （ 3） 彎管的不圓度 Tu限定? 對(duì)于輸送劇毒流體或 P≥10MPa 的鋼管，Tu不超過(guò) 5%，其他 Tu不超過(guò) 8%。? tlw= ts(1 + D0/4*R )? ts= PD0 / 2 ([σ] tEj+ PY)? 解：? ts=10*159/2*(116*1+10*）? = mm? tlw=ts(1 + D0/4*R )? =[1+ 159/(4*500)]= mm? C1=15*(10015)= mm? C2=1 mm? C=C1+ C2=? Tsdw=ts+ C=+ mm= mm? 取管子的名義厚度為 10 mm .焊制三通管壁厚計(jì)算? （ 1）主管計(jì)算壁厚? tlz= PD0 / 2 ([σ] tφ + P) ? 式中：? φ 強(qiáng)度削弱系數(shù) 對(duì)于單筋、蝶式等局部補(bǔ)強(qiáng)的三通， φ= 。? （ 2）三通支管的計(jì)算壁厚? tld= tlz d0/D0 ? 焊制三通長(zhǎng)度一般為 高度一般為 D0 五、壓力管道的熱應(yīng)力分析? 熱應(yīng)力的概念? 管道在溫度發(fā)生變化時(shí)，會(huì)有熱脹冷縮的現(xiàn)象。? 熱應(yīng)力對(duì)管道的安全有很大的威脅，是設(shè)計(jì)中必須考慮的問(wèn)題。管材的線膨脹系數(shù)為 α ，? 在非安裝自由狀態(tài)下，管子的伸縮為Δl? 則有：? Δl =α(T 1T0)L? Δl t=α(T 1T0)L? 實(shí)際的管段兩端是固定的，伸縮為 0。? 假定軸受軸向壓縮，壓力為 P，軸受力的面積為 A,長(zhǎng)度為 L，則軸截面中的應(yīng)力為：? σ =P/A? 由胡克定律， σ 所產(chǎn)生的壓縮變形為? Δl = σ *L/E=P*L/(A*E)? 管子的安裝如 p39圖? 為克服溫差變形，在管內(nèi)產(chǎn)生的載荷可以借助下式計(jì)算? Δl 軸 = PL/EA? 令 Δl 溫差 = Δl 軸 則：? α(T 1T0)L=PL/EA ? 令： (T1T0) = ΔT? 可以解出： P=α?ΔT ?E?A? 而 σ 溫差 =P/A稱為溫差應(yīng)力 ,與溫差大小和材料特性有關(guān)。? 實(shí)際管道的熱應(yīng)力計(jì)算? 實(shí)際管道的熱應(yīng)力計(jì)算是一個(gè)超靜定問(wèn)題，只能通過(guò)變形協(xié)調(diào)方程、物理方程或數(shù)值解法得到近
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