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管道应力的公式分享

信息来源:中升管业 时间:2019-12-30 16:41:57 浏览次数:-

带槽接头在负载下能否充分发挥作用。不管管接头类型如何,承受载荷的管道都表现出两种形式的应力:纵向应力和环向应力。纵向应力是拉伸应力,倾向于轴向拉伸管道。纵向应力导致的断裂会导致圆周断裂。环向应力是“膨胀”,是径向扩展,潜在的破坏模式是纵向分裂。确定应力的计算还表明,环向应力将是纵向应力的两倍:

 

管道应力

环向应力=(P x OD)/(2 x Tw)
纵向应力=(P x OD)/(4 x Tw),

P是管路压力,OD是外径,Tw是壁厚。这意味着过应力破坏最有可能沿着管道的长度发生,例如在焊缝中,而不是在管道的圆周上。

在其他条件相同的情况下,壁厚的减小会导致环向应力的增加。在开槽的接头中,与凹槽接合的联轴器壳体可防止直径膨胀并加固管道。这表明开槽技术不会产生更大的环向应力,因此不会削弱管道。管道开槽过程产生的任何可能的管道硬度增加,抗拉强度降低或伸长率降低都不会影响接头的抗压能力,并且管道材料的变化可与任何其他冷成型制造操作相媲美。

切槽通过从外表面去除狭窄的周向材料条来减小壁厚。由于凹槽是狭窄的,并且通过凹槽两侧的管道的整个壁厚进行了增强,因此环向应力保持大致相同。凹槽还通过接合在凹槽中的连接键进行了加固,以防止其沿直径方向扩展。但是,纵向应力与壁厚的减小成比例地增加。因此,如果保留原始壁厚的一半,则纵向应力将增加一倍或近似等于环向应力。

由于标准壁厚管道中的切槽深度仅去除了原始管道壁厚的三分之一,因此环向应力保持大于纵向应力。沿管的长度(而不是在凹槽处)将继续发生任何过应力故障,这表明凹槽的面积并不比管的纵向筒弱。同样,这意味着凹槽不会影响接头强度。

沟槽式机械管接头上的额定压力是根据所涉及的所有组件确定的。没有相应的接头,开槽管就没有额定值,而接头额定值是管道材料和壁厚的函数。每个制造商发布的管接头额定值都是在包含沟槽的管道上计算或测试的,这意味着沟槽对管道强度的任何潜在影响都将纳入联轴器的性能等级中。

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