压力管道的强度计算 1 ． 承受内压管子的强度分析 按照应力分类，管道承受压力载荷产生的应力，属于一次薄膜应力。该应力超过某一限度，将使管道整体变形直至破坏。 承受内压的管子，管壁上任一点的应力状态可以用 3 个互相垂直的主应力来表示，它们是：沿管壁圆周切线方向的环向应力σθ，平行于管道轴线方向的轴向应力σz，沿管壁直径方向的径向应力σr，如图 2．1，设 P 为管内介质压力，Dn 为管子内径，S 为管子壁厚。则 3 个主应力的平均应力表达式为 管壁上的3 个主应力服从下列关系式： σθ＞σz＞σr 根据最大剪应力强度理论，材料的破坏由最大剪应力引起，当量应力为最大主应力与最小主应力之差，故强度条件为 σe=σθ-σr≤[σ] 将管壁的应力表达式代入上式，可得理论壁厚公式 图2．1 承受内压管壁的应力状态 工程上，管子尺寸多由外径Dw表示，因此又得昂一个理论壁厚公式 2 ．管子壁厚计算 承受内压管子理论壁厚公式，按管子外径确定时为 按管子内径确定时为 式中： Sl——管子理论壁厚，mm； P——管 子 的 设 计 压 力 ， MPa； Dw ——管 子 外 径 ， mm； Dn——管 子 内 径 ， mm； φ——焊 缝 系 数 ； [σ]t——管 子 材 料 在 设 计 温 度 下 的 基 本 许 用 应 力 ， MPa。 管 子 理 论 壁 厚 ， 仅 是 按 照 强 度 条 件 确 定 的 承 受 内 压 所 需 的 最 小 管 子 壁 厚 。 它 只考 虑 了 内 压 这 个 基 本 载 荷 ， 而 没 有 考 虑 管 子 由 于 制 造 工 艺 等 方 面 造 成 其 强 度 削 弱 的因 素 ， 因 此 它 只 反 映 管 道 正 常 部 位 强 度 没 有 削 弱 时 的 情 况 。 作 为 工 程 上 使 用 的 管 道壁 厚 计 算 公 式 ， 还 需 考 虑 强 度 削 弱 因 素 。 因 此 ， 工 程 上 采 用 的 管 子 壁 厚 计 算 公 式 为 Sj=Sl+C (2-3) 式 中 ： Sj——管 子 计 算 壁 厚 ， mm； C——管 子 壁 厚 附 加 值 ， mm。 (1)焊 缝 系 数 (φ) 焊 缝 系 数 φ， 是 考 虑 了 确 定 基 本 许 用 应 力 安 全 系 数 时 未 能 考 虑 到 的 因 素 。 焊 缝系 数 与 管 子 的 结 构 、 焊 接 工 艺 、 焊 缝 的 检...
