管道弯头壁厚增加,会导致弯头处柔性系数降低,弯头的柔性作用降低,从而使得管道对设备接口的推力和推力矩增加,尤其是推力矩的增加比较明显。这一点需要在实际工程中充分考虑。在设计初期,与设备厂家配合设计过程中,要考察厂家提供的接口允许力和力矩的值能否满足弯头壁厚变化带来的推力和推力矩变化。如果没有考虑,一旦现场实测弯头重量超标或者壁厚超标,容易导致管道对设备接口推力超标,就需要重新修改布置,造成返工及工期延误。
1.对管道应力的影响
壁厚弯头//www.wantou518.com/hbwt/改变前后,管系中弯头处的一次应力和二次应力计算结果。弯头壁厚增加之后弯头处的一次应力大部分呈减小趋势,而二次应力呈增大趋势,但是一次应力和二次应力的变化量均没有超过20%。根据规范,在不考虑偶然荷载的情况下,管系的一次应力应由管道内压、自重和其他持续荷载决定。在内压不变,没有外部荷载情况下,壁厚增加、应力加强系数减小,会造成弯头的一次应力降低。个别点由于弯头壁重量增大,抵消了应力加强系数减小带来的影响,使得一次应力略微上升。
而二次应力在没有其他循环荷载的影响下主要由热膨胀造成在横截面上产生的合力矩造成。由于弯头的壁厚增加,弯头的柔性系数K值减小,使得在横截面上产生的力矩增加,所以二次应力会增加。
2.对设备接口推力推力矩的影响
弯头壁厚改变使得管道对设备接口的推力和推力矩发生变化,这里主要讨论管道对高加接口的影响。
由计算结果可以看出,由于弯头壁厚增加,在热态下合力和合力矩都会增加,增加幅度**大的达到52.18%,**小的也有14.76%。其原因是由于弯头柔性系数的变化。柔性系数表示弯管相对于直管在承受弯矩时柔性增大的程度,其数值等于在相同变形条件下,按照一般弯曲理论求出的弯矩与考虑了弯管截面扁平效应时求出的弯矩之比值。
所以,一旦现场实测弯头重量超标或者壁厚超标,要重新核算管道支吊架荷载,检查支吊架拉杆以及弹簧是否满足要求。
管道弯头壁厚增加,会导致管道弯头处一次应力降低,二次应力上升。但是由于管系中发生**大应力的位置与管系的布置有密切关系,不能单独和弯头壁厚进行讨论,要综合分析。
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