食品级不锈钢水管道的用途很广泛,主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。在管路系统中,管弯头是重要的管件之一,我们都会用它来改变食品级不锈钢水管道内部介质流动的方向,同时可以缓解食品级不锈钢水管道线路的约束力和振动。压力食品级不锈钢水管道涉及各行各业,特别是在电力行业,食品级不锈钢水管道的应用尤为广泛。随着深入发展的超(超)临界燃煤发电技术,蒸汽参数也在不断的提高,火力发电厂的主蒸汽食品级不锈钢水管道以及再热器等等都是电厂主要的高温部件。新能源并网带来的电网负荷波动,给这些部件带来了严峻的考验,食品级不锈钢水管道一旦出现爆裂,将严重影响周围人员的安全。因此,电厂管弯头的安全性评估研究具有重大的实际意义。
在食品级不锈钢水管道装配过程以及配管设计中,常常要用到食品级不锈钢水管道拐弯。食品级不锈钢水管道拐弯的弯管部分一般有两种类型,其中一种情况是,按照预先所需用的角度,把不锈钢管加工成45°或者90°的弯头,在工程应用的时候,直接就可以与不锈钢食品级不锈钢水管道相连接;还有一种情况是,把不锈钢食品级不锈钢水管道在工程现场直接弯制成弯管。
对于电厂中的不锈钢食品级不锈钢水管道均可以按照厚壁圆筒问题进行求解,一般应用拉梅公式。假设直圆筒很长,而且不计筒体端部的影响,筒休的载荷、支承、几何形状情况沿着Z轴没有变化,筒体沿轴线方向的应变为常数或者为零,而且筒体的任意一个横截面在变形后仍保持为平面,所以可以将该筒体作为平面应变轴对称问题。
厚壁的不锈钢食品级不锈钢水管道中影响较大的是周向(或者环向)应力。而实际情况的弯管会在弯制的过程中,造成一定的椭圆度,对于不考虑椭圆度和壁厚变化的影响的情况下,用薄壳理论模型可以计算出管弯头在内压作用下的一次应力。
管弯头轴向应力与相同食品级不锈钢水管道的不锈钢食品级不锈钢水管道轴向应力相同;管弯头环向应力是最大应力,所以也是管弯头破坏的主要应力。理论上来说弯管内弧外表面的环向应力最大,但是食品级不锈钢水管道在弯制的过程中由于外弧壁厚的减薄情况的作用,使得外弧部位有较大的应力集中。
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