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四川高德特科技有限公司
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閱讀：178發布時間：2013-10-28
直埋管道的安全性取決于管道的應力。管道中的應力可分為：
一次應力：管道在內壓和管道自重產生的應力；
二次應力：由于熱脹冷縮變形不能釋放而產生的周向溫差應力；
峰值應力：直管向結構不連續的管件釋放變形，在該管件上產生的應力。
由于存在土壤支撐可以看作是連續不斷的支架，管道自重產生的一次應力很小。由于存在土壤的磨擦作用，使管道的熱膨脹不能自由釋放，在管道中產生了很大的溫差二次應力。二次應力的水平遠遠高于一次應力，直埋管道的安全性主要取決于二次應力。
例 2 ：在例 1 中若由于土壤磨擦力的約束，使管道的熱膨脹*不能釋放，這段管道被稱為錨固段，計算內壓引起的一次應力 σ1 、溫差引起的二次應力 σ2 以及管道的軸向力 Na。
內壓引起的一次應力 σ1 ：
式中： V ：鋼管的泊松系數，取 0.3 ；
Pd ：管道的計算壓力， 1Mpa ；
Di ：鋼管內徑， 0.115m ；
δ：鋼管臂厚， 0.0045m ；
計算得： σ1=11Mpa
溫差引起的一次應力 σ2 ： σ2=Ea（t-t0）
式中： E ： 20 號鋼彈性模量， 19 × 104Mpa
a ： 20 號鋼線膨脹系數， 11.2 × 10 -σm /m·℃
t ：管道工作溫度， 120 ℃
t0 ：管道安裝溫度， 20 ℃
管道的軸向力 Na 為 （σ）
Na= σ2A
=221 × 10σ × 0.0022
=48σ,200N
即管道的軸向力為 48 ， σ2t
由計算結果看出，二次應力已經超過了鋼材的基本許用應力（σ） =134 Mpa 和鋼材的屈服極限σs=21σ Mpa
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