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压力管道应力分析的内容及特点

毕娟
  
安家(建筑与工程)
2021年30期
宁夏工业设计院有限责任公司 750001

摘要:压力管道在很多行业当中都有广泛性的应用,管道类型多,并且对于应用环境的安全系数要求比较高,要求使用的工艺技术质量高。但是压力管道在使用过程中容易产生腐蚀,而高压、高温以及易燃易爆等也会对其产生影响,所以在使用之前做好管道应力的分析,掌握其特点,并针对性地制定防范措施,对保障压力管道的科学使用,更加高效地发挥其价值具有重要作用。

关键词:压力管道;应力分析;内容;特点

压力管道在各个行业的应用中都存在着一定性的安全隐患因素,最常见的是腐蚀、泄露,严重是爆炸,对于人民群众的人身以及财产安全具有很大的威胁。因此,对压力管道的应力内容以及特点进行分析,规范压力管道的事故工序,从压力管道的设计、采购以及建设等多个方面做好规划和管控,对保障工程项目的顺利进行,确保各行业的稳定发展具有重要意义。

一、压力管道应力分析的意义

对于压力管道应力的分析属于一项系统性的工程,需要开展一系列的分析工作,这样才可以为压力管道的使用提供更加安全和准确性的保障。关于压力管道的分析需要建立在基础知识的探讨上,要对规定压力的作用之下对管件的构建强度进行分析,对允许范围之内的跨度进行计算,以此来分析压力管道的安全性,设计管道的柔韧性,并对特殊情况之下的管道支架进行科学地选择,对往复式压缩机的防震性能进行测试,从多个方面来分析管道的压力,确保管道压力在可控的范围之内。

压力管道主要的应力是来自于外力,最大的外力则来源于管道之上,之后管道会自行恢复。影响管道压力的另外因素还包括温度与湿度,这两种因素很容易导致管道出现变形或者受压迫,只有通过内部结构调整才能够更好地控制外部的侵蚀,并做好自我修复与控制。在对管道内部的压力进行检测时,选哟对某一个节点的压力做好测量,获取到更加精准和直观的数据信息,分析管道的受压情况,分析其可以支撑的时间。管道长时间受压腐蚀,其自身抗力性增强,需要内部的有效调节,从而改变管道的长度以及直径,否则后续工作很难开展。

二、压力管道应力分析的内容

(1)管道静力分析

对于压力管道的应力分析是非常必要的,这与管道的安装具有直接的关联性,静力分析属于其中之一。一是要对管道的应力进行计算,严格地按照相关的规范及要求,确保管道使用过程中的安全性和稳定性。二是对管道以及其它连接器和设备之间的连接应力进行计算,在确保达到相关标准以及规范之后,保障相关设备的运转正常。三是计算压力管道的土建结构以及支吊架的应力,为这两个项目的施工提供更加科学的依据,这样土建结构安全了,支吊架也稳定了。四是要对管道位移了哪些单位进行计算,在出现位移严重,管道之间碰撞问题后要马上进行处理,这可以为弹簧支架的应用提供科学的依据。

(2)管道动力分析

对于管道动力分析主要可以从以下几个方面进行:一是要对地震发生时管道产生的应力进行分析,并做好管道防震处理。二是要对往复式压缩机对于管道所产生的压力进行分析和计算,并采取有效的防控措施,以免管道因为长期受压出现损坏的情况。三是对于往复式压缩机以及泵管道的震动频率以及形态都要做好分析,避免和压力管道之间产生机械性的共振;四是对于水锤以及安全阀的排泄所产生的荷载要做好应力分析,可以为土建以及支架的设计提供参考。五是分析往复式压缩机所产生的气脉压力问题,否则很容易将气体的压力问题忽略掉,从而影响到管道的安全性,

(3)管道柔性的分析

在管道应力分析中柔性分析是非常重要的一部分,而柔性设计对于管道的安全使用具有非常重要的作用,所以做管道的柔性分析可以很好地预防热胀冷缩,尽可能地避免位移的发生。因此,在管道应力设计时,要对其走向进行转变,并设置弹簧支吊架,采取管道补偿器。而在设计中需要保障的则是柔韧性,将管长缩短,降低成本。

(4)管道应力合格标准的分析

在对压力管道的应力进行分析时,要对压力是否合格进行分析,在管道上每一个点的一次与二次应力值都要应力范围之内。还要保障的是管道口来自于管道的推力也要在规定范围之内。管道的支吊架所承受的压力必须与本身的结构强度相吻合。而且管道位移要尽可能地在管道布置范围之内。

三、压力管道应力分析的特点

压力管道涉及的内容多而繁杂,必然会存在限制性,而这主要是因为校准不精准,属于历史根源性问题。但是压力管道的应力具有其自己的特点,主要表现为几点:

第一,关于管道应力的一次校对不应该局限在纵向应力上,要对剪应力以及相关的强度理论进行遵守。在二次校对上采取了最大的剪应力,在计算之后需要考虑扭矩以及弯矩,还需要对轴向力进行考量,并且对于二次应力的校对要在位移范围之内。

第二,在做应力分析时,薄膜和局部弯曲性的应力是需要重点考虑的,但是在一次应力分析上这容易被忽略,且没有做好细分,只是校准很难保证应力分析的精准性。

第三,关于二次应力的校准要根据结构是否安定出发,这种校对模式具有自己的特点,只要满足了安定性的这个条件,就能够使压力管道避免出现低周期疲劳的问题。

第四,在一次应力计算后,需要注意的是安装中坍塌的问题。二次应力计算后,需要考虑的则是热力变形所导致的问题,重点是管道嘴的位置是否会因为设备的超载而出现问题等可以被避免,而且通过对位移以及偏移现象的计算,也可以避免并排管道之间出现互相排挤的影响。

第五,在应力分析进行二次计算,维持平衡时其中一项因素,重要的是保证结构的协调性,也就是结构承载过程中相互之间的协调关系,从而使应力问题得到减轻。但是二次应力的计算还是有局限的,风险更高,需要在设计过程中严格管控。

结束语:

由此可见,在对压力管道的应力进行分析时,要将重点放在管道应力的计算以及检查上,对管道应力分析所涉及到的每一项内容进行精准地把握,跟更好地掌握其基本特点,才可以保障后续工作的顺利进行。但是压力管道应力分析的影响因素比较多,涉及的内容相对广泛,所以应力分析具有一定的复杂性,需要组织一次与二次分析,之后在根据分类实施校正与核验,这样才能够明确应力分析的目标。因此,压力管道研究与制造企业必须要重视管道应力分析工作,对其价值、内容以及特点等进行精准地把握和分析,在保证应力分析工作科学开展的基础上,确保压力管道使用的安全性,降低成本和安全事故发生的几率。

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