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直埋保溫管道在怎樣的強度條件下會破壞
從熱力管道的角度，管道可能存在六種破壞方式,。當然，針對不同的運行參數(shù),、不同的管道規(guī)格，實際出現(xiàn)的破壞方式也會發(fā)生變化,，當管道安裝有閥門時,，閥門可能具有與聚氨酯保溫管不同的破壞方式 。
1.無限制塑性流動
內(nèi)壓在管壁中產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力屬于一次應(yīng)力,，若環(huán)向應(yīng)力過大,，會使蒸汽直埋鋼套鋼保溫管道管壁出現(xiàn)無限的塑性流動，進而導(dǎo)致管道爆裂,。對于塑性流動,，應(yīng)對一次應(yīng)力進行極限分析，由于內(nèi)壓環(huán)向應(yīng)力為一次薄膜應(yīng)力,，故應(yīng)控制內(nèi)壓環(huán)向應(yīng)力不大于基本許用應(yīng)力,，但就城市供熱管網(wǎng)而言，由于內(nèi)壓環(huán)向應(yīng)力遠小于其極限值,，故一般不會出現(xiàn)這種破壞方式,。
2 .循環(huán)塑性變形
管道中的循環(huán)塑性變形是位移作用和力作用共同產(chǎn)生的，但就直埋熱力管道而言,，溫度起決定性作用,，當較大的溫度變化 ，而熱脹變形又不能*釋放時,，在加熱時，管壁因軸向壓應(yīng)力而產(chǎn)生軸向壓縮塑性變形,，而冷卻時,，管壁因軸向拉應(yīng)力產(chǎn)生軸向拉伸塑性變形，即產(chǎn)生了軸向循環(huán)塑性破損,，對于循環(huán)塑性破損,，應(yīng)對一次應(yīng)力和二次應(yīng)力進行安定性分析 控制一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的合成應(yīng)力變化范圍不大于三倍的基本許用應(yīng)力，這樣可以保證管道處于安定狀態(tài),。對于循環(huán)溫差較大,，運行壓力較高，大管徑的管道,，當熱脹變形不能釋放時,，極易出現(xiàn)循環(huán)塑性變形，在直埋管道設(shè)計中，應(yīng)防止管道的循環(huán)塑性變形,。
3.低循環(huán)疲勞破壞
應(yīng)力集中通常發(fā)生在管線中的彎頭,、三通、大小頭及折角等處,，在溫度變化過程中,，應(yīng)力集中在管道結(jié)構(gòu)不連續(xù)處產(chǎn)生的峰值應(yīng)力，會引起管道的疲勞破壞,，由于溫度變化頻率低 故也稱為低循環(huán)疲勞破壞,，對于疲勞分析，應(yīng)對峰值應(yīng)力的變化范圍進行疲勞分析,，根據(jù)城市熱網(wǎng)的溫度變化規(guī)律,，控制峰值應(yīng)力的變化范圍不大于六倍的基本許用應(yīng)力，彎頭,、三通 大小頭及折角等處的疲勞破壞是直埋熱網(wǎng)破壞的zui主要方式 ,。
4.高循環(huán)疲勞破壞
車輛質(zhì)量通過車輪和土壤，可作用在車行道下管道上,，使管道局部截面產(chǎn)生橢圓化變形,，相應(yīng)地會產(chǎn)生應(yīng)力集中，由于車輛荷載出現(xiàn)頻率高,，故也稱為高循環(huán)疲勞破壞,。對于高循環(huán)疲勞破壞，也應(yīng)進行疲勞分析,，但通常通過覆土深度加以控制,，對于規(guī)定的覆土深度 0.8 -1.2m，一般不會出現(xiàn)高循環(huán)疲勞破壞,。而當覆土深度不能保證時,，總可以通過設(shè)置保護結(jié)構(gòu)，如在車行道下設(shè)置過街套管或設(shè)置混凝土保護板,，來避免兩循環(huán)疲勞破壞,，由于高循環(huán)疲勞破壞僅出現(xiàn)在管線的個別斷面上并且總可以采取措施加以解決，故在管線設(shè)計時,，一般不考慮高循環(huán)疲勞破壞,。
5.整體失穩(wěn)
直埋管道在運行工況下的軸向壓力zui大，由于壓桿效應(yīng),，可能會引起管線的整體失穩(wěn),。當溫升較高，而熱脹變形又不能*釋放時,，溫升作用全部轉(zhuǎn)化為很高的軸向壓力,，極易出現(xiàn)整體失穩(wěn)破壞，當埋深較淺時，極易產(chǎn)生整體縱向失穩(wěn)當管線附近平行開溝時,，又極易產(chǎn)生整體水平失穩(wěn),，對于整體失穩(wěn)，應(yīng)按桿件受壓失穩(wěn)模型進行穩(wěn)定分析,，其中壓力來自于溫度變形不能*釋放,，而管道自重，土壤作用力是阻止管道失穩(wěn)的因素,，在直埋管道設(shè)計中 應(yīng)防止管道的整體失穩(wěn)出現(xiàn),。
6.局部失穩(wěn)
從管道局部看，管道屬于薄壁殼體,，在軸向壓力作用下,，管壁也存在受壓局部失穩(wěn)的問題，大量的試驗表明,，局部失穩(wěn)的可能性,，隨著管壁增厚而減小，但隨著,，3PE防腐直縫鋼管鋼管平均半徑增大而增加,。因此，對于運行溫度較高且管徑較大的熱網(wǎng),，應(yīng)特別注意局部失穩(wěn)問題,，對于局部失穩(wěn)或局部屈曲，應(yīng)接受壓薄壁殼體模型進行穩(wěn)定性分析,。然而,，針對我國的情況，管材管壁較厚,，在通常的熱網(wǎng)溫度下,，管徑不大于 Dn500 的管道一般不存在局部失穩(wěn)問題。
