不銹鋼(gang)壓力管道系統是工業生產裝置的重要組成部分,它同壓力容器一樣都是具有爆炸危險的特種承壓設備,在石油、化工、能源、冶金、醫藥、航天技術等工業領域及城市燃氣、供熱系統中,擔負著輸送易燃、易爆、高溫、腐蝕、有毒等介質的重要任務,其完整性直接關系到生產的順利進行和人民生命財產的安全。壓力管道一旦發生泄漏或斷裂將有可能引發爆炸、燃燒、中毒等重大事故,不僅會造成巨大的經濟損失,破壞社會生產,嚴重的還會威脅人員的生命安全,甚至破壞生態環境。根據國家質量技術監督局的統計,1998年由于在線亞洲日產一區二區:不銹鋼壓力管道爆炸和出現嚴重事故而導致死亡 29人,傷149人,直接經濟損失 207.97萬元;1999年同樣原因導致死亡17人,傷60人,直接經濟損失603.99萬元;2006年1月18日2時36分,北京市海淀區首體南路,北京某大廈熱力站發生一起壓力管道嚴重事故,造成2人死亡;2007年2月12日8時45分,中國石油化工股份有限公司某分公司發生一起不銹鋼壓力管道爆炸嚴重事故,制氫裝置脫碳工段低壓蒸汽發生器的16#出口管線至再沸器人口段工藝管線的第一個90°彎頭肋部發生爆裂,并引發大火;2007年6月9日10時20分,新疆烏魯木齊某食品有限責任公司發生一起不銹鋼壓力管道重大事故,事發時,該公司冰激凌生產車間一線隧道氨氣回氣管道彎頭處發生泄漏,造成1人死亡,25人受傷。
在眾多的超高壓不銹鋼管道事故中,有相當多的事故是由在線亞洲日產一區二區:不銹鋼彎管的承載能力不足和超高壓不銹鋼彎管的疲勞開裂引起的。超高壓管道工況復雜,結構制造質量得不到保證,在管道表面存在較多的缺陷,也是引起壓力管道事故的重要原因。長期以來,不銹鋼彎管加工成型時凸邊管壁受拉減薄或開裂、凹邊管壁受壓增厚或起皺,以及管道截面扁平形變問題一直未能完美解決,加之其高溫、高壓的不利工作環境,疲勞開裂的可能性比直管更大。
超高(gao)(gao)壓不銹鋼彎(wan)管(guan)(guan)是超高(gao)(gao)壓管(guan)(guan)道(dao)系統中(zhong)的(de)(de)常用(yong)部件,用(yong)于改變(bian)管(guan)(guan)線(xian)方向。與直(zhi)管(guan)(guan)相比,其幾何形(xing)狀復雜,同時由于實際生(sheng)產中(zhong)受(shou)制造工藝(yi)的(de)(de)影(ying)響(xiang),又存在壁厚不均勻及截(jie)面(mian)橢圓(yuan)化等(deng)缺陷,使得彎(wan)管(guan)(guan)受(shou)力(li)(li)狀況(kuang)更為(wei)復雜,不僅承(cheng)受(shou)內壓載荷,還(huan)承(cheng)受(shou)軸(zhou)向力(li)(li)、彎(wan)曲及扭矩等(deng)載荷的(de)(de)作(zuo)用(yong),往(wang)(wang)往(wang)(wang)成為(wei)管(guan)(guan)系中(zhong)的(de)(de)危險部位。而且,使用(yong)中(zhong)的(de)(de)彎(wan)管(guan)(guan)內介(jie)質(zhi)流速高(gao)(gao),介(jie)質(zhi)對彎(wan)管(guan)(guan)管(guan)(guan)壁沖刷引起(qi)的(de)(de)減(jian)薄及腐蝕性介(jie)質(zhi)對管(guan)(guan)壁腐蝕產生(sheng)的(de)(de)凹坑,均增加了(le)彎(wan)管(guan)(guan)發(fa)生(sheng)塑性破(po)壞(huai)的(de)(de)機會(hui),使其成為(wei)管(guan)(guan)道(dao)中(zhong)的(de)(de)薄弱環節,同時降(jiang)低了(le)管(guan)(guan)道(dao)整(zheng)體的(de)(de)承(cheng)載能力(li)(li),為(wei)泄漏及爆(bao)破(po)等(deng)管(guan)(guan)道(dao)事故埋下了(le)隱患。所(suo)以(yi),彎(wan)管(guan)(guan)質(zhi)量的(de)(de)好壞(huai)與承(cheng)載能力(li)(li)的(de)(de)高(gao)(gao)低將直(zhi)接影(ying)響(xiang)到整(zheng)個管(guan)(guan)系的(de)(de)完整(zheng)性及安全(quan)運行。彎(wan)管(guan)(guan)除(chu)了(le)用(yong)作(zuo)為(wei)改變(bian)介(jie)質(zhi)流動方向外(wai),還(huan)起(qi)到提高(gao)(gao)管(guan)(guan)路柔(rou)性,緩解管(guan)(guan)道(dao)振動和(he)約(yue)束力(li)(li),對熱膨(peng)脹起(qi)補(bu)償等(deng)作(zuo)用(yong)。。
不銹鋼(gang)彎(wan)(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)使用(yong)極為廣泛,所(suo)(suo)采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)(de)材料及(ji)制造(zao)方法也(ye)呈現(xian)多樣化(hua)。然而,彎(wan)(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)應(ying)力(li)(li)分(fen)布尚為人(ren)們所(suo)(suo)忽略(lve),在決(jue)定(ding)彎(wan)(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)結構尺寸時,一般將(jiang)其近似地看作(zuo)為受(shou)內壓(ya)(ya)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)或(huo)容器來處理。不考慮在實(shi)際運(yun)行(xing)中的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)件,由于壓(ya)(ya)力(li)(li)、溫度的(de)(de)(de)(de)波動,流體(ti)的(de)(de)(de)(de)流動方向改變(bian)所(suo)(suo)產生的(de)(de)(de)(de)離心力(li)(li),以(yi)及(ji)幾何尺寸、制造(zao)、安裝及(ji)其他種種因素所(suo)(suo)造(zao)成的(de)(de)(de)(de)外(wai)加載(zai)荷的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)影響。也(ye)就是(shi)說,彎(wan)(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)除(chu)了(le)受(shou)內壓(ya)(ya)作(zuo)用(yong)外(wai),還可能受(shou)到來自各(ge)個方向的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)和力(li)(li)矩的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong),以(yi)及(ji)各(ge)種管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道支架的(de)(de)(de)(de)支反(fan)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)等,因此,彎(wan)(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)所(suo)(suo)受(shou)到的(de)(de)(de)(de)載(zai)荷工況(kuang)是(shi)比較(jiao)復雜的(de)(de)(de)(de),對含半橢(tuo)圓表(biao)面裂(lie)紋(wen)缺陷的(de)(de)(de)(de)高(gao)壓(ya)(ya)彎(wan)(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan),由于缺陷的(de)(de)(de)(de)存在,管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)件的(de)(de)(de)(de)受(shou)力(li)(li)更加復雜。為了(le)保(bao)證超(chao)(chao)高(gao)壓(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道安全、高(gao)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)運(yun)行(xing),必須對超(chao)(chao)高(gao)壓(ya)(ya)不銹鋼(gang)彎(wan)(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)及(ji)含半橢(tuo)圓表(biao)面裂(lie)紋(wen)缺陷的(de)(de)(de)(de)高(gao)壓(ya)(ya)不銹鋼(gang)彎(wan)(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學行(xing)為深入研(yan)究(jiu),從而為超(chao)(chao)高(gao)壓(ya)(ya)彎(wan)(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)安全評估提供(gong)有力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)依據。
傳統(tong)的(de)(de)設計不(bu)銹鋼彎管的(de)(de)方法要求結構內的(de)(de)最大應力(li)小于(yu)材料的(de)(de)許用應力(li),但在(zai)用壓力(li)管道由于(yu)整體減(jian)薄、沖蝕減(jian)薄或其(qi)他原因,往往不(bu)能(neng)滿足設計準則的(de)(de)要求。為(wei)了充分發揮管道的(de)(de)承載能(neng)力(li),在(zai)保證系統(tong)安全運行(xing)的(de)(de)前提下,可以(yi)適當放寬對管道內應力(li)的(de)(de)限制,允許管道發生局部的(de)(de)塑(su)性變形,以(yi)達(da)到延長(chang)使用周期(qi)、降低維護費用的(de)(de)目的(de)(de)。