化工设计中管道应力分析.pdfVIP

第 32 卷第 3 期 辽 　　宁 　　化 　　工 Vol. 32 ,No. 3 2003 年 3 月 Liaoning Chemical Industry March ,2003 化工设计中的管道应力分析 1 2 许文欣 ,张 　强 ( 1. 盘锦辽河规划设计院 , 辽宁 盘锦 124021 ; 　2. 盘锦华锦集团生产管理部 , 辽宁 盘锦 124021) 摘 　　　要 : 　介绍了化工设计中管道应力分析的重要性、应力分类、哪些管道需要进行应力分析以及 管道应力分析的主要内容 ,提出了改善管系受力状况的几种方法。 关 　键 　词 : 　应力分析 ; 计算 ; 载荷 ; 设计 ;化工 + ( ) 中图分类号: 　TH 123 . 4 　　文献标识码 : 　A 　　文章编号 : 　1004 0935 2003 03 0117 03 水冲击和安全阀动作冲击等荷载而产生的应力均 1 　前　言 属一次应力。 近 20 年来 , 管道设计技术逐渐为人们所重 2 . 2 　二次应力 视 ,并取得了较大进展 ,管道应力分析与计算是管 二次应力是指由于热胀 、冷缩和其它位移受 道设计的基础 ,它研究管道在各种荷载作用下产 到约束而产生的应力。 生的力、力矩和应力 ,从而作出对于管道安全性的 二次应力的特征是有自限性的 ,它不直接与 评价 ,使设计的管道尽可能经济合理。目前管道 外力平衡 ,当载荷超过材料的屈服极限时 , 由于管 应力分析在安全生产、优化设计、节约材料等方面 道局部的屈服和产生少量塑性变形就能使应力降 起到了很大的作用 ,并已在石油、化工、电力等燃 低下来 ,这时应力重新分布 ,使材料的应变达到自 化工业管道设计中占据了十分重要的位置。 均衡。 2 . 2 　峰值应力 2 　应力分类 峰值应力是管道或附件由于局部结构不连续 或局部热应力效应( ) 管道在内压、持续外载以及热胀、冷缩和其它 包括局部应力集中 附加到一 位移等载荷作用下 ,其最大应力往往超过材料的 次应力或二次应力的增量。它的特点是不引起显 屈服极限 ,使材料在工作状态下发生塑性变形 ,另 著的变形 ,而且在短距离内从它的根源衰减 ,它是 外高温管道的蠕变和应力松弛 ,也将使管系上的 一种导致疲劳裂纹或脆性破坏的可能原因。管道 应力状态发生变化。对于不同种类的应力应当区 附件上小半径圆角处、焊缝未焊透处的应力 ,均属 别对待 ,根据它可能产生的效应和对于破坏所起 于峰值应力。 的作用不同 ,给予不同的限定。管道上的应力 ,一 3 　需要进行应力分析的管道 般分为一次应力、二次应力和峰值应力三类。 2. 1 　一次应力 并非所有管道都要进行详细的应力分析 ,一 一次应力是指由于外加荷载 ,如压力和重力