恒力彈簧支吊架管道應力驗算方法
1:恒力彈簧支吊架系應力分析
管道靜力計算的任務是確定在外載(溫度、自重等)作用下,管道的變形、應力分布及支撐結構的約束反力等,并以此為基礎確定管系的薄弱環(huán)節(jié)或關鍵部位,計算評估管系的使用安全性。
3.1 管道應力驗算方法
為了便于分析和計算彈簧支吊架,根據(jù)力學中力的獨立性原理,將管道應力分為兩種,分別為由管道內壓、自重和其它持續(xù)外載產生的軸向應力之和(稱為一次應力)以及由熱脹、冷縮和其它位移受約束而產生的熱脹應力范圍(稱為二次應力)。
恒力彈簧支吊架道在工作狀態(tài)下,由內壓、自重和其它持續(xù)外載產生的一次應力,不得大于鋼材在計算溫度下的基本許用應力。
бL=pD i 2/(D o 2-D i 2)+0.75iMA/W≤1.0 [σ]t (1)
式中 p ——設計壓力,MPa;
Do——管道外徑,mm;
Di ——管道內徑,mm;
MA——自重和其他持續(xù)外載作用在管道橫截面上的合成力矩,N·mm;
W——管道截面抗彎矩,mm3;
[σ]t——鋼材在設計溫度下的許用應力,MPa;
i ——應力增大系數(shù);
бL——由于內壓、自重和其他持續(xù)外載所產生的軸向應力之和,MPa。
管道由熱脹/冷縮和其它位移受約束而產生的熱脹應力范圍必須滿足以下計算式:
σE=iMC/W≤f [1.2 [σ]20+0.2 [σ]t+ ( [σ]t-σL) ] (2)
式中[σ]20——管道鋼材在20℃時的許用應力,MPa;
MC —— 按全補償值和鋼材在20℃時的彈性模量計算的,熱脹引起的合成力矩范圍,N·mm;
σE —— 熱脹應力范圍,MPa;
f —— 應力范圍的減小系數(shù)。
預期電廠在運行年限內,系數(shù)f與管道全溫度周期性的交變次數(shù)N有關。當N≤2500時,f = 1;當N>2500時,f = 4.78N-0.2 。