主蒸汽管道弯管蠕变损坏分析

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1、推力圆锥滚子轴承,圆锥滚子轴承,深沟球轴承等五种轴承结构、性能特点分析http://bbs.cneclub.com/thread-551787-1-1.html主蒸汽管道弯管蠕变损坏分析 高　亮　刘尚慈　杨　舸　刘宝军 　［摘　要］弯管是火力发电厂主蒸汽管道系统中较易损坏的部件之一。为保证主蒸汽管道系统的安全运行，运用力学理论推导主蒸汽管道弯管应力表达式，利用应力—应变关系式求得蠕变变形表达式。通过对蠕变变形表达式分析可知主蒸汽管道弯管的周向变形最大，而且越靠近中心面的点变形越大，因而容易在这些部位开裂。　［关键词］主蒸汽管道弯管；应力；蠕变变形　［中图

2、分类号］TK284．1　［文献标识码］A　［文章编号］1006-3986（1999）04-0004-02 AnalyzingtheCreepDamageofElbowinMainSteamPipe GAOLiang,LIUShang-ci,YANGGe,LIU　Bao-jun（1．TheElectricPowerTesting&ResearchInstituteofHubeiProvince.Wuhan430077,China;2.WuhanUniversityofHydraulicandElectricEngineering,Wuhan430072,C

3、hina) Abstract:　Elbowisoneofpartsinthesystemofmainsteampipewhichiseasytodamage.Toprotectthesafetyofmainsteampipe,theformulaofstressinelbowofmainsteampipeisderivatedwithmechanicaltheoryandultilizingtheformulaofstress-straingainsthefarmulaofcreep.accordingtotheformulaofcreep,cyclic

4、strainofelbowinmainsteampipeisthelargest,moreclosingcenterplanemorestrain,theselocationsintheelbowareeasytocleave.Keywords:　elbowofmainsteampipe;　stress;　creep 　　弯管是火力发电厂主蒸汽管道系统中较易损坏的部件之一，其运行寿命往往比直管短。据有关单位统计，我国已有48个弯管产生过程度不同的裂纹［1］。这与弯管弯制过程中所产生的椭圆度、加工残余应力、预损伤以及弯管外弧侧壁厚减薄、内弧侧增加等因素有着

5、很大的关系，有工作表明这些因素都会影响弯管的使用寿命。目前，我国导则DL441-91对主汽管弯管蠕变变形的监督还不完善，电厂仅根据使用时间的长短来更换弯管，这种做法直接影响到发电厂运行的安全性和经济性。由此可见，很有必要加强弯管的蠕变变形监督。根据生产实际和试验研究结果，弯管的失效是由周向应力引起的，其最大值通常位于弯管距起弧处45°附近的外弧侧［2］，而且对于273管而言，通常在椭圆外弧侧短轴为中心长度约为80　mm的弧段上开裂。由于弯管本身的几何形状及弯制过程中所产生的一些效应(如椭圆度、外弧侧壁厚减薄等)使弯管的应力状态比直管复杂得多，在运行过程

6、中弯管将承受以下几种应力：　　（1）　内压应力　　内压是管道的主要载荷，在内压作用下不仅应力值较大，而且椭圆度对外弧侧周向应力的影响也很显著。因为在内压的作用下，椭圆有复圆趋势，故此在椭圆的短轴处要受到附加弯曲力矩和横向剪力的作用。按应力性质分类，内压作用下椭圆复圆所产生的附加应力为二次应力，但它的作用时间比其他二次应力时间长，故此本文中把它当作一次应力来处理。设弯管上某点与弯曲中心的连线同中心面的夹角为ψ，则该点的内压应力各分量的表达式如下： 　　　　　　　　　　　 式中　σNθ，σNz，σNy——内压作用下弯管的周向、轴向和径向应力；　　　Dp——管

7、子平均直径，mm；　　　S——管子壁厚，mm；　　　R0地址：北京海淀闵庄路3号清华科技园·玉泉慧谷电话：010-88856082传真：010-88856082-8008推力圆锥滚子轴承,圆锥滚子轴承,深沟球轴承等五种轴承结构、性能特点分析http://bbs.cneclub.com/thread-551787-1-1.html——弯管弯曲半径，mm；　　　f——形状因子；　　　Tu——椭圆度，Tu＝×100％（其中：Dmax，Dmin分别为管头管径的最大值和最小值)，mm；　　　P——管子所承受的内压。　　（2）　持续外载弯矩产生的应力　　持续外载是指

8、包括自重在内的支撑荷载所产生的弯矩，此弯矩存在必然给管道施加一部分应力，使管道的