定核管道恒力彈簧吊架的應(yīng)力分析依據(jù)

石化管道上恒力彈簧支吊架承受管道荷載、限制管道位移、控制管道振動(dòng)。在應(yīng)力分析中要嚴(yán)格控制管道對(duì)設(shè)備接口的推力為減小這種推力，在管道設(shè)計(jì)中需在某些特定位置設(shè)置給定荷載的恒力彈簧支吊架。而管道其荷載分配是以自重分配盡量均勻?yàn)樵瓌t的，給定荷載吊架的承受荷載是人為給定的，勢(shì)必會(huì)破壞自重荷載分配的均勻性，從而影響管系的應(yīng)力分布。木文將結(jié)合具體計(jì)算實(shí)例來(lái)分析分配荷載吊架應(yīng)用時(shí)對(duì)管道應(yīng)力的影響，從而指出使用給定荷載支吊架是應(yīng)該注意的一些問(wèn)題

一次應(yīng)力是由機(jī)械外載荷引起的止應(yīng)力和剪切應(yīng)力，它須滿(mǎn)足外部和內(nèi)部的力和力矩的平衡法則。一次應(yīng)力是非自限性的，它始終隨所加載荷的增加而增加，超過(guò)材料的屈服或持久強(qiáng)度時(shí)，將使管道發(fā)生塑性破壞或總體變形，因此在管系的應(yīng)力分析中，首先應(yīng)使一次應(yīng)力滿(mǎn)足許用應(yīng)力值。

二次應(yīng)力是由于變形受到約束所產(chǎn)生的止應(yīng)力或剪應(yīng)力，它木身不直接與外力相平衡。管道內(nèi)一次應(yīng)力通常是由位移載荷引起的(如熱膨脹、附加位移，安裝誤差，振動(dòng)載荷);一次應(yīng)力是自限性的，當(dāng)局部屈服和產(chǎn)生少量塑性變形時(shí)，通過(guò)變形協(xié)調(diào)就能使應(yīng)力降低;一次應(yīng)力是周期性的(除去安裝引起的一次應(yīng)力);一次應(yīng)力的許用是基于周期性和疲勞斷裂模式，不取決于一個(gè)時(shí)期的應(yīng)力水平，而是取決于交變的應(yīng)力范圍和交變的循環(huán)次數(shù)。峰值應(yīng)力是局部應(yīng)力集中、局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)或局部熱應(yīng)力等所引起的較大的應(yīng)力。

石化管道上有關(guān)恒力彈簧支吊架荷載分配的原則是分配應(yīng)盡量使管系自重應(yīng)力較為均勻，使自重應(yīng)力的大值為小。目前廣泛采用的管道應(yīng)力計(jì)算軟件大多都采用吊零原則分配荷載，即每個(gè)支吊點(diǎn)處自重產(chǎn)生的位移為零的條件來(lái)分配荷載，它是一種按變性條件分配荷載的原則，自重應(yīng)力較為均勻。但是吊零分配也有局限性，在支吊點(diǎn)跨距很大分布很不均勻的時(shí)候，某些位置恒力彈簧支吊架荷載分配會(huì)很小甚至脫空。因此管系的某些位置需要不均勻設(shè)置支吊架的，比如在設(shè)備接口、閥門(mén)、三通處等處，此時(shí)的恒力彈簧支吊架不宜按吊零方式分配荷載，可人為給定荷載進(jìn)行。給定荷載恒力彈簧支吊架改變了吊零分配的荷載，必定影響自重應(yīng)力的分配，導(dǎo)致的結(jié)果即如上述例題所示，一次應(yīng)力大值有所增加，但是一次應(yīng)力受影響程度不是很明顯。

當(dāng)給定荷載恒力彈簧支吊架引起管道彈性轉(zhuǎn)移加大時(shí)，作用效果相當(dāng)于施加外力荷載，所產(chǎn)生的應(yīng)力近似于一次應(yīng)力。對(duì)于蠕變溫度以下工作的管道，荷載的作用與時(shí)間無(wú)關(guān)，主要驗(yàn)算一次應(yīng)力、一次應(yīng)力及峰值應(yīng)力是否超出材料的許用應(yīng)力即可。對(duì)于蠕變溫度以上工作的管道，由于有非彈性應(yīng)變的積累，除了要驗(yàn)證一次應(yīng)力和一次應(yīng)力的安定性之外，還需考慮一次應(yīng)力加一次應(yīng)力的變形量控制，應(yīng)特別注意。