钢套管椭圆化变形带来的麻烦和解决方法,根据材料力学理论,常规壁厚的钢 管当直径超700mm,会因椭圆效应产生椭圆变形,使得力学计算复杂化。当介质温度超过300 ℃,一般dn>400mm的工作管,钢套管直径就有可能超过700mm,钢套管椭圆变形就会产生。 埋地钢套管椭圆化变形主要与两个因素有关:a、钢套管上面作用的垂直荷载,包括随埋深 增加而加大的土壤荷载和随埋深增大而减小的车辆等活荷载;b、钢管的截面参数,在相同 的垂直荷载作用下,钢管半径越大,椭圆化变形越大,管壁越厚,椭圆化变形越小。
钢套管椭圆化变形,如超过一定限值,会造成局部失稳破坏,即使没有达到失稳破坏程 度,如果预留缝隙与计算变形不符,滑动支架变形、卡腿、断腿必定会发生,造成管道系统 破坏。
为了控制因椭圆化变形造成管道破坏,在进行外滑动钢套结构型式设计、生产时,应按 有关规范,认真计算,将椭圆化变形率控制在3%以内,同时,滑动支架与钢管内壁间隙应 与之适应。关于计算方法及公式,将另文介绍。
国外对保温材料如何长期包缚在工作钢管上,是有着严格技术措施的,他们采 用特殊的防腐蚀钢材带包缚保温材料,间距也有具体要求。如果简单地用细铅丝或塑料带包 缚保温材料。在高湿热条件下,经过一段时间铅丝锈断,塑料带老化,造成保温材料脱落, 保温结构破坏。
内工作钢管保温层外表面与钢套管内壁的间距尺寸并不随意,而是将这个空间 作为辐射传热的保温层,空间不能产生流动气流。国外是抽真空达到防止产生气流,国内由 于条件所限,采用抽真空措施,暂时还难以实现。但预留的空气层厚度不能随意,一般不大 于20mm,以防止空气对流,产生,提高隔热效果。
某些节点处理也存在不安全性和检修难。如将波纹补偿器安装在外钢套管内, 一旦破坏,如何确定,位置、如何检修均尚没有明确、成熟的方法,其它像国内固定支架、疏 水装置等同样存在上述问题。
还有其它诸多因素不一一列举。通过以上几点只是想说明在引进国外技术时,应该真正 “吃透”后,再“为我所用”。同时,目前对“钢套钢”结构型式,尚不应简单肯定,需进 一步深入研究、实验,拿出经济、技术符合我国国情,又不会造成遗患于后的钢套钢结构型式方案。
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