雙螺栓管夾在管道應(yīng)力計(jì)算方法

  1：管系應(yīng)力分析

　　管道靜力計(jì)算的任務(wù)是確定在外載（溫度、自重等）作用下，管道的變形、應(yīng)力分布及支撐結(jié)構(gòu)的約束反力等，并以此為基礎(chǔ)確定管系的薄弱環(huán)節(jié)或關(guān)鍵部位，計(jì)算評(píng)估管系的使用 性。

  3.1 管道應(yīng)力驗(yàn)算方法

　　為了便于分析和計(jì)算雙螺栓管夾，根據(jù)力學(xué)中力的 立性原理，將管道應(yīng)力分為兩種，分別為由管道內(nèi)壓、自重和其它持續(xù)外載產(chǎn)生的軸向應(yīng)力之和（稱為一次應(yīng)力）以及由熱脹、冷縮和其它位移受約束而產(chǎn)生的熱脹應(yīng)力范圍（稱為二次應(yīng)力）。

　　管道在工作狀態(tài)下，由內(nèi)壓、自重和其它持續(xù)外載產(chǎn)生的一次應(yīng)力，不得大于鋼材在計(jì)算溫度下的基本許用應(yīng)力。

　　бL=pD i 2／(D o 2－D i 2)+0.75iMA／W1.0t （1）

式中 p 設(shè)計(jì)壓力，MPa；

　　Do管道外徑，mm；

　　Di 管道內(nèi)徑，mm；

　　MA自重和其他持續(xù)外載作用在管道橫截面上的合成力矩，Nmm；

　　W管道截面抗彎矩，mm3；

　　t鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa；

　　i 應(yīng)力增大系數(shù)；　

　　бL由于內(nèi)壓、自重和其他持續(xù)外載所產(chǎn)生的軸向應(yīng)力之和，MPa。

雙螺栓管夾及管道由熱脹/冷縮和其它位移受約束而產(chǎn)生的熱脹應(yīng)力范圍必須滿足以下計(jì)算式：

　　E=iMC／Wf [1.220+0.2t+ (t－L) ] （2）

式中20管道鋼材在20℃時(shí)的許用應(yīng)力，MPa；

　　MC  按全補(bǔ)償值和鋼材在20℃時(shí)的彈性模量計(jì)算的，熱脹引起的合成力矩范圍，Nmm；

　　E  熱脹應(yīng)力范圍，MPa；

　　f  應(yīng)力范圍的減小系數(shù)。

　　預(yù)期電廠在運(yùn)行年限內(nèi)，系數(shù)f與管道全溫度周期性的交變次數(shù)N有關(guān)。當(dāng)N2500時(shí)，f = 1；當(dāng)N2500時(shí)，f = 4.78N-0.2 。

  3.2管系應(yīng)力計(jì)算對(duì)象及計(jì)算參數(shù)

　　本文計(jì)算的對(duì)象為雙螺栓管夾所在的主蒸汽管道、再熱熱段蒸汽管道、高壓旁路閥前管道及低壓旁路閥前管道。計(jì)算中對(duì)管道冷緊力、閥門及三通等剛性管件均作了相應(yīng)處理或簡(jiǎn)化。在管系應(yīng)力計(jì)算中，需要以下四類基本參數(shù)，各管道的主要計(jì)算參數(shù)見表1。

　　①管件材料性能，包括彈性模量、材料許用應(yīng)力及線膨脹系數(shù)等；

　　②運(yùn)行工況，如運(yùn)行溫度、壓力及其波動(dòng)范圍等；

　　③各種管道的幾何尺寸，彎管形狀及尺寸、三通類型等；

　　④管道的保溫狀況。

表1 雙螺栓管夾 管道主要管種計(jì)算參數(shù)表1各參數(shù)為：

　　t計(jì)算溫度，℃；

　　P計(jì)算壓力，MPa；

　　熱膨脹系數(shù)，10-6/℃；

　　E20鋼材20℃時(shí)彈性模量，GPa；

　　Et鋼材計(jì)算溫度下彈性模量，GPa；

　　20鋼材20℃時(shí)基本許用應(yīng)力，MPa；

　　tb鋼材計(jì)算溫度下的許用應(yīng)力，MPa；

　　R彎管彎曲半徑，mm。

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