浅议高温热水直埋供热管道在无补偿冷安装条件下的应用.doc
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1、浅议高温热水直埋供热管道在无补偿冷安装条件下的应用摘要:大家已对它的基本理论形成了了共识,但是在实际工程中,仍然会遇到各种各样的问题。有时这些问题非常棘手。设计直埋供热管道的强度时,应该积极采用不同的技术措施,这样才能有效避免因管道性质不同从而产生不同应力,对管道产生破坏。因此,我们需要探究并选择不同的安装方式,要具体问题具体分析。针对不同的管段,采用不同的措施,这样才能够使得直埋热管道有效运行。 关键词:供热,无补偿设计,直埋 中图分类号:TU833 文献标识码: A 一、直埋管道中的应力分析 在热力管道上主要有两种作用力,分别来自温度和压力。在架空和地沟的热力管道上,不仅仅只有这样两种力,
2、还包括了热力管道的自重;但是对于直埋供热管道来说,除了上述各种力,还包括了土壤轴向摩擦力以及土壤侧向压缩反力。一般来说,直埋供热管道的应力状况直接决定了该管道安全与否,热力管道之所以产生应力,其原因主要是管道上相应荷载的作用,而荷载又主要来自于两个方面,一是工作压力,二是温度变化。 1、管道荷载 直埋供热管道的主要荷载主要包括两个方面,一个是工作压力,另一个是温度变化。在直埋供热管道工作时,它的压力不发生变化,它与管道发生形变没有任何关系,这时所产生的力,我们称之为一次应力。由于温度变化对管道产生的相关作用,比如位移作用,这时产生的力,我们称之为二次应力。 2、管道的应力分类 因为作用的不同,
3、它所产生的应力也不同,因而导致的失效方式也不一样。我们把应力分为三种: 一次应力:由于工作的压力而在直管道中产生的应力。 二次应力:由于温度的变化,管道也会热胀冷缩而变形,这种变形不能自由释放,因此就在直管道中产生相应的应力。 峰值应力:在承受一次应力,同时又有二次应力作用的情况下,直管道向那些在结构上并不连续的相关管件释放应力作用下的形变,这事就会在管件上产生相应的应力,我们称之为峰值应力。 3、土壤的影响 一般情况下,如果是有沟敷设和架空敷设。由于管道的自重,管道会有一个轴向的弯曲变形。但是在土壤中,土壤能够在一定程度上起到支撑作用,这样就能减轻管道的重量,这也就使得它能够减少相应的弯曲变
4、形,所以说,对于其在管道刚度以及强度上的影响,我们一般可以忽略。管道温度的上升,由于土壤而产生的摩擦力和压缩反力,这就使得供热管道因热胀冷缩而产生的形变受到了一定的限制,这样就会产生较大的二次应力。 二、无补偿冷安装直埋的概念 所谓的无补偿冷安装,就是指在管道回填时,由于不补偿,也不预应力,在发生温度变化时,这时管段为不动的锚固状态。在管道整体焊接时,其温度和回填时相应的环境温度一样,在这种环境温度下,这时的管道处零应力状态。然而运行时,温升就会变大,锚段产生的内力和相应的应力,包括过渡段中,相关的活动端处的位移量较大。按照设计原理,我们通常把无补偿敷设分为两类:一是弹性分析法,二是安定性分析
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