论文部分内容阅读
[摘 要]随着科技的不断发展，在工业生产中越来越多的应用到压力管道。压力管道作为工业承载和运输作业的重要途径，能够有效的监管和保护工业工作的正常实施。因此，关于压力管道应力分析具有重要的意义。本文首先对压力管道应力进行了概述，详细探讨了压力管道应力分析的内容，旨在保证应力结果的可靠性和准确性。
[关键词]压力管道；应力分析
中图分类号：TQ055.81 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0300-01
伴随时代的不断进步，科学技术不停发展，我国社会的工业工程发展迅速。将科技化的生产力逐渐融合到现代工业生产过程中的同时，压力管道的使用也越来越多样化。压力管道是一个复杂的连通系统，能够承受来自外界和内部的共同压力，为工业执行工作操作起到重要的支撑作用。为了更好的运用压力管道的应力作用，必须要进行对应力操作的分析，了解和掌握压力管道的应力工作内容以及特点，才能更好的完成工业技术的升级，保证良好的工作效率，提升社会生产力。进而，促进我国社会的经济建设和发展。
1 压力管道应力概述
1.1 压力管道应力分析的意义
工艺装置能否长期安全生产，具备良好的使用寿命与管道设计的好坏密切相关。通过应力分析可以保证其具有较好的柔性；通过应力分析从而限定对易产生振动的管道的干扰；通过合理布置使其振动频率错开震源激振频率，保证安全生产。通过压力管道应力分析可以计算出精确、有效的数据，辅助完成压力管道设计，减少建设工程投资。通过压力管道应力分析可以计算管道配件的设计参数，为管道布置提供依据，适当减少配管投资。通过压力管道应力分析可以为设备、墙体承重提供依据，减少土建工程投资；压力管道的设计应能够适应介质的压力、温度和介质的操作条件，分析压力管道载荷，保证压力管道强度、刚度、稳定性，保障其安全及经济效益。
1.2 压力管道应力分析的特征
压力管道在应力分析过程中还不够严谨，其中还存在着一些缺陷，其主要原因是因为压力管道应力由历史根源所造成的校核准则存在不足，但压力管道应力分析有着自身的特点，主要体现在以下几个方面：
（1）在压力管道的应力分析之中，没有考虑管道的薄膜应力和局部弯曲应力，从而导致一次应力中没有对一次总体薄膜应力、一次局部薄膜应力和一次弯曲应力进行细分；在一次应力校核准则中往往忽视了对一次弯曲应力和一次局部薄膜应力进行校核，而只对一次总体薄膜应力进行了校核。
（2）计算一次应力主要是为了避免管道在安裝的时候承受不住压力而塌下来。计算二次应力是为了防止管道在发生热变形之后是否会出现问题，通过二次应力计算管道是否发生偏移、移位，并防止并排管道所产生的相互影响。
（3）二次应力校核具有着自身的操作方式，最主要是针对其结构的安定性，只需满足结构安定性条件，就可以避免压力管道产生低周疲劳。
（4）一次应力校核主要是校核压力管道的纵向应力，其最主要的特点是不遵循剪应力理论，二次应力校核虽然遵循的是最大剪应力，但其计算应力过程中不会计算管道轴向立，只考虑管道弯矩和扭矩的作用。
2 压力管道应力分析的内容
2.1 一次应力
造成产生一次应力的原因主要就是由于压力管道受到外载荷，而压力管道受到外载荷的主要原因就是受到了重力、介质压力或者是风压等外界力的影响，根据受力平衡定力可知道一次应力的大小与外界力的大小相等，会随着外界力的改变而改变，因此一次应力具有无自限性的特征所以一旦当外界力无限增大的时候压力管道受到的应力就会无限制的增大，从而使得压力管道出现裂纹或者变形，但是压力管道的应力方向却与外界力的方向正好相反。由于外界力对压力管道的方向是不确定的，造成应力的分布范围是不一样的，可以根据压力管道受到一次应力的作用范围分为一次总体薄膜应力和一次局部薄膜应力以及一次弯曲应力，造成压力管道出现破裂和变形的最要原因就是因为受到了一次应力，压力管道受到的一次应力的大小一旦超过了压力管道材料的塑性变形值的时候这种情况就会发生，从而导致压力管道运输的流体损失和影响到工程项目正常运行。因此为了避免出现一次应力大于管材的塑性变形值，需要严格控制压力管道受到的外界力的以及在选取压力管道的管材的时候确保管材的塑性变形值足够的大于外界力。
2.2 峰值应力
峰值应力主要就是局部范围的管道受到的应力，并不是压力管道受到的最大的应力值，由于压力管道的形状是非常复杂的，会出现急转等形状突变的情况或者受到的荷载突然的发生变化从而造成压力管道受到峰值应力，造成出现峰值的原因与压力管网中的仪器设备的构型事业有关系的，峰值应力不会再成压力管道出现变形和破裂的情况，只会当压力管道出现疲劳受力的时候这时候一旦出现峰值应力就会造成压力管道出现破裂。
2.3 二次应力
由于流体会像气体一样，体积大小会受到温度的影响，由于压力管道的变形性相对液体来说非常的小，当压力管道受到高温或这低温的时候，会产生热胀冷缩的现象，以及与压力管道相连接的设备由于温度等原因产生初始位移，这些情况下由于管道产生的变形受到设备管口、土建结构等外界条件的约束，就会产生应力，而二次应力就是由于热胀冷缩和附加位移等引起的。二次应力与一次应力最本质的区别就是，一次应力具有无自限性的特点而二次应力却相反。并且二次应力不会因为外界力的大小而改变，一旦外界力造成管道局部出现屈服的现象的时候，管道发生变形直至一次应力与外界力平衡，二次应力也不会受到影响。
3 结束语
综上所述，关于压力管道应力分析对压力管道的发展具有重要的作用。因此，必须进一步加强压力管道应力分析，这样才能保证对压力管道的正常操作和安全使用。
参考文献
[1] 张其莘，赵静，崔志伟.压力管道的应力分析及计算[J].石化技术，2016，23（01）：148+204.
[2] 李雪晶.浅析压力管道应力分析[J].纯碱工业，2016（01）：34-36.
[3] 张小岑，王茂廷，周亚明.内压作用下含体积型缺陷压力管道缺陷评定[J].石油化工设备，2016，45（02）：68-72.
[4] 陈跃飞.压力管道应力分析的内容及特点[J].应用能源技术，2016（04）：4-7.
[5] 邵世飞，周昌玉，常乐.压力管道应力强度非概率可靠性分析[J].南京工业大学学报（自然科学版），2016，38（03）：44-49.
[6] 李娟，杜小亮，高刚.压力管道应力的内容及特点分析[J].企业技术开发，2016，35（21）：58-59.
[7] 姚贵昌.CAESARⅡ在LNG装车撬低温压力管道应力分析中的应用[J].机械工程师，2017（01）：177-180.
[8] 孔权.压力管道应力分析的内容及特点[J].城市建设理论研究（电子版），2017（13）：232-233.
[9] 邹章雄，金少申，刘昌禄，刘顺勤，马强，葛玉雄.奥氏体不锈钢压力管道的应力腐蚀开裂及预防[J].理化检验（物理分册），2015，51（10）：721-724+729.
[关键词]压力管道；应力分析
中图分类号：TQ055.81 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0300-01
伴随时代的不断进步，科学技术不停发展，我国社会的工业工程发展迅速。将科技化的生产力逐渐融合到现代工业生产过程中的同时，压力管道的使用也越来越多样化。压力管道是一个复杂的连通系统，能够承受来自外界和内部的共同压力，为工业执行工作操作起到重要的支撑作用。为了更好的运用压力管道的应力作用，必须要进行对应力操作的分析，了解和掌握压力管道的应力工作内容以及特点，才能更好的完成工业技术的升级，保证良好的工作效率，提升社会生产力。进而，促进我国社会的经济建设和发展。
1 压力管道应力概述
1.1 压力管道应力分析的意义
工艺装置能否长期安全生产，具备良好的使用寿命与管道设计的好坏密切相关。通过应力分析可以保证其具有较好的柔性；通过应力分析从而限定对易产生振动的管道的干扰；通过合理布置使其振动频率错开震源激振频率，保证安全生产。通过压力管道应力分析可以计算出精确、有效的数据，辅助完成压力管道设计，减少建设工程投资。通过压力管道应力分析可以计算管道配件的设计参数，为管道布置提供依据，适当减少配管投资。通过压力管道应力分析可以为设备、墙体承重提供依据，减少土建工程投资；压力管道的设计应能够适应介质的压力、温度和介质的操作条件，分析压力管道载荷，保证压力管道强度、刚度、稳定性，保障其安全及经济效益。
1.2 压力管道应力分析的特征
压力管道在应力分析过程中还不够严谨，其中还存在着一些缺陷，其主要原因是因为压力管道应力由历史根源所造成的校核准则存在不足，但压力管道应力分析有着自身的特点，主要体现在以下几个方面：
（1）在压力管道的应力分析之中，没有考虑管道的薄膜应力和局部弯曲应力，从而导致一次应力中没有对一次总体薄膜应力、一次局部薄膜应力和一次弯曲应力进行细分；在一次应力校核准则中往往忽视了对一次弯曲应力和一次局部薄膜应力进行校核，而只对一次总体薄膜应力进行了校核。
（2）计算一次应力主要是为了避免管道在安裝的时候承受不住压力而塌下来。计算二次应力是为了防止管道在发生热变形之后是否会出现问题，通过二次应力计算管道是否发生偏移、移位，并防止并排管道所产生的相互影响。
（3）二次应力校核具有着自身的操作方式，最主要是针对其结构的安定性，只需满足结构安定性条件，就可以避免压力管道产生低周疲劳。
（4）一次应力校核主要是校核压力管道的纵向应力，其最主要的特点是不遵循剪应力理论，二次应力校核虽然遵循的是最大剪应力，但其计算应力过程中不会计算管道轴向立，只考虑管道弯矩和扭矩的作用。
2 压力管道应力分析的内容
2.1 一次应力
造成产生一次应力的原因主要就是由于压力管道受到外载荷，而压力管道受到外载荷的主要原因就是受到了重力、介质压力或者是风压等外界力的影响，根据受力平衡定力可知道一次应力的大小与外界力的大小相等，会随着外界力的改变而改变，因此一次应力具有无自限性的特征所以一旦当外界力无限增大的时候压力管道受到的应力就会无限制的增大，从而使得压力管道出现裂纹或者变形，但是压力管道的应力方向却与外界力的方向正好相反。由于外界力对压力管道的方向是不确定的，造成应力的分布范围是不一样的，可以根据压力管道受到一次应力的作用范围分为一次总体薄膜应力和一次局部薄膜应力以及一次弯曲应力，造成压力管道出现破裂和变形的最要原因就是因为受到了一次应力，压力管道受到的一次应力的大小一旦超过了压力管道材料的塑性变形值的时候这种情况就会发生，从而导致压力管道运输的流体损失和影响到工程项目正常运行。因此为了避免出现一次应力大于管材的塑性变形值，需要严格控制压力管道受到的外界力的以及在选取压力管道的管材的时候确保管材的塑性变形值足够的大于外界力。
2.2 峰值应力
峰值应力主要就是局部范围的管道受到的应力，并不是压力管道受到的最大的应力值，由于压力管道的形状是非常复杂的，会出现急转等形状突变的情况或者受到的荷载突然的发生变化从而造成压力管道受到峰值应力，造成出现峰值的原因与压力管网中的仪器设备的构型事业有关系的，峰值应力不会再成压力管道出现变形和破裂的情况，只会当压力管道出现疲劳受力的时候这时候一旦出现峰值应力就会造成压力管道出现破裂。
2.3 二次应力
由于流体会像气体一样，体积大小会受到温度的影响，由于压力管道的变形性相对液体来说非常的小，当压力管道受到高温或这低温的时候，会产生热胀冷缩的现象，以及与压力管道相连接的设备由于温度等原因产生初始位移，这些情况下由于管道产生的变形受到设备管口、土建结构等外界条件的约束，就会产生应力，而二次应力就是由于热胀冷缩和附加位移等引起的。二次应力与一次应力最本质的区别就是，一次应力具有无自限性的特点而二次应力却相反。并且二次应力不会因为外界力的大小而改变，一旦外界力造成管道局部出现屈服的现象的时候，管道发生变形直至一次应力与外界力平衡，二次应力也不会受到影响。
3 结束语
综上所述，关于压力管道应力分析对压力管道的发展具有重要的作用。因此，必须进一步加强压力管道应力分析，这样才能保证对压力管道的正常操作和安全使用。
参考文献
[1] 张其莘，赵静，崔志伟.压力管道的应力分析及计算[J].石化技术，2016，23（01）：148+204.
[2] 李雪晶.浅析压力管道应力分析[J].纯碱工业，2016（01）：34-36.
[3] 张小岑，王茂廷，周亚明.内压作用下含体积型缺陷压力管道缺陷评定[J].石油化工设备，2016，45（02）：68-72.
[4] 陈跃飞.压力管道应力分析的内容及特点[J].应用能源技术，2016（04）：4-7.
[5] 邵世飞，周昌玉，常乐.压力管道应力强度非概率可靠性分析[J].南京工业大学学报（自然科学版），2016，38（03）：44-49.
[6] 李娟，杜小亮，高刚.压力管道应力的内容及特点分析[J].企业技术开发，2016，35（21）：58-59.
[7] 姚贵昌.CAESARⅡ在LNG装车撬低温压力管道应力分析中的应用[J].机械工程师，2017（01）：177-180.
[8] 孔权.压力管道应力分析的内容及特点[J].城市建设理论研究（电子版），2017（13）：232-233.
[9] 邹章雄，金少申，刘昌禄，刘顺勤，马强，葛玉雄.奥氏体不锈钢压力管道的应力腐蚀开裂及预防[J].理化检验（物理分册），2015，51（10）：721-724+729.