雙螺栓管夾的各種應力的限定界限
一個元件可能承受不同類型的應力,對這些應力的限定,是根據(jù)它可能產(chǎn)生的效應和對破壞所起的作用,給予不同的限定。一般是根據(jù)強度理論先把應力折算成當量應力,把雙螺栓管夾材料的強度 性折算成基本許用應力,然后進行某種關(guān)系的限定。這里只介紹這些限定關(guān)系的 界限。
1、一次一般薄膜應力
管道介質(zhì)的壓力在管壁產(chǎn)生的平均應力通常稱為一般薄膜應力,第三章第二節(jié)已講過把內(nèi)壓產(chǎn)生一次一般薄膜應力折算成當量應力的公式。根據(jù)本節(jié)換效型式與控制條件所述,雙螺栓管夾在控制大面積屈服或蠕變損壞時,對這種應力的限定關(guān)系是:
6dm≤[6] (11—1)
式中:6dm—薄膜應力的當量應力;
[6]—基本許用應力。
2、一次局部薄膜應力
由于內(nèi)壓或外載在一些結(jié)構(gòu)不連續(xù)處的局部區(qū)域使一次薄膜應力有所增加,屬于局部薄膜應力,這種應力如果達到屈服極限時,所以雙螺栓管夾局部屈服是允許超過的。如果需要驗算這種應力,其限定關(guān)系是:
6dm≤[6] (11—2)
6djm≤1.5[6]
式中: 6djm—局部薄膜應力的當量應力。
3、一次彎曲應力
汽水管道自重引起的應力為一次彎曲應力,當彎矩產(chǎn)生的彎曲應力達到屈服的極限時,只是截面的外表面達到屈服,要過到整個截面屈服,還可以再加載。如果需要對這種雙螺栓管夾應力進行驗算,可以把它和一般薄膜應力折算成當量應力,然后放寬對它的限制,其限定關(guān)系是:
6dm≤[6] (11—3)
6d(m+w)≤1.5[6]
式中:6d(m+w)—一般薄膜應力與彎曲應力的當量應力。
4、二次應力
二次應力是由于管道變形受約束產(chǎn)生的正應力和剪應力,通常把它和一次應力合并起來考慮,在限定一定的支變循環(huán)次數(shù)的前提下,還要限定它們的交變應力范圍。本章的第三節(jié)將詳細討論這問題。通常把它和一次應力折算成當量應力范圍,其限定關(guān)系是:
6dm≤[6] (11—4)
6d(m+e)≤3[6]
式中:6d(m+e)—一次應力與二次應力折算的當量應力范圍。
5、峰值應力
峰值應力是局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)產(chǎn)生的應力集中,如雙螺栓管夾局部內(nèi)壁轉(zhuǎn)角處或焊縫未焊透處均存在這種應力。彎管或薄膜三通在承受循環(huán)載荷作用時,也產(chǎn)生局部應力集中。峰值應力是造成管道或管件疲勞裂紋,脆性破壞或蠕變損壞的重要原因之一。
如果要進行疲勞驗算,該把它折算到總的當量應力里去。但現(xiàn)在火力發(fā)電廠汽水管道尚未達這樣計算,只是在結(jié)構(gòu)設計上給予一定的限制,在計算某些管件的彎曲當量應力時,計入應力加強系數(shù)m。
6、溫度應力
不均勻溫度涉及剛性連接件中不同膨脹系數(shù)引起的變形受約束時,產(chǎn)生的應力溫度應力。這些應力不涉與外力相平衡。當溫度梯度很大時,這些應力值是很可觀的,常常造成直接破壞或?qū)е缕趽p壞。
如果要進行疲勞驗算,該把它折算到總的當量應力里去?,F(xiàn)在火力發(fā)電廠汽水管道尚未這樣計算,只是在保溫結(jié)構(gòu),露天運行管道的防雨結(jié)構(gòu)等問題,給予一定的限制,其次是嚴格限制運行方式。
7、殘余應力
它是制造成安裝工藝過程中的冷、熱塑料變形,以及雙螺栓管夾焊縫沒有完全消除應力退火而殘留在元件內(nèi)部的應力。如果工藝很不合理,其應力值可能很大,甚至可以在沒有任何于載作用下而自身發(fā)生斷裂,它常是形成脆性斷裂或疲勞裂紋的重要原因之一。
如果要進行應力驗算,該把它所折算到總的當理應力里去。現(xiàn)在火力發(fā)電廠汽水管道尚未這樣計算,只是在設計、制造及安裝工作中,用合理的結(jié)構(gòu)及工藝給予控制。
當雙螺栓管夾峰值應力、溫度應力及殘余應力其總量值不很大時,在沒有用完的1.5 系數(shù)時,可以給予它們適當?shù)难a償。
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