[發明專利]一種鋼結構管道及其制備和評價的方法

無效

• 申請號: 201110423064.9
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102494195A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 孫華;熊光華;吳良玉;陶銘鼎;劉四新;段健峰;高健翎
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: F16L9/02
• 分類號: F16L9/02;G01N33/20
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

技術領域

本發明涉及鋼結構管道及其制備和評價方法，特別適用于輸送頻繁交變溫差的介質的鋼結構管道及其制備和評價方法。

背景技術

目前，對于工業現場鋼結構管道的應用設計和構建時，僅充分考慮了運行介質作用于鋼結構管道的應力狀態(如徑向、軸向載荷)，而對于現場輸送介質發生的溫度變化對管道產生的附加載荷則考慮較少，缺乏材料勝任于溫差波動條件的數據化分析評價理論，也缺少可用于設計需求的安全約束條件的判定程序。因此，在工業實際生產過程中，由于鋼結構管道內物質溫度變化導致的管道斷裂時有發生。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是：提供一種能避免管道斷裂現象的鋼結構管道。

本發明所要解決的技術問題之一是：提供一種鋼結構管道的制備方法，該方法制備的鋼結構管道能避免管道斷裂現象。

本發明所要解決的技術問題之一是：提供一種鋼結構管道的評價方法，該方法能對鋼結構管道進行評價，能避免管道斷裂現象。

本發明為解決上述問題所采用解決方案為：

一種鋼結構管道，它滿足以下條件：

T＝〔σ〕_t/(E×α)≥t；

式中：

T為鋼結構管道材料臨界許用溫差，單位為℃，

〔σ〕_t為鋼結構管道服役溫度區間上限時的材料安全許用應力，

t為鋼結構管道服役環境的實際溫差，單位為℃，

E為鋼結構管道材料的彈性模量，

α為鋼結構管道材料的線膨脹系數。

上述方案中，鋼結構管道還滿足以下條件：

σ_Z＝σ₁+σ₃≤〔σ〕_t、

σ_J＝σ₂≤〔σ〕_t；

式中：

σ₁＝P×D/(4×S×φ)，

σ₂＝P×D/(2×S×φ)，

σ₃＝E×t×α，

σ_Z為鋼結構管道的軸向應力，

σ_J為鋼結構管道的徑向應力，

P為服役時鋼結構管道內部流體的最大壓強，

D為鋼結構管道的內徑，

S為鋼結構管道的壁厚，

φ為鋼結構管道的焊縫比強度系數，φ的取值范圍為0.6-0.95。

上述方案中，〔σ〕_t＝σ_b/n_b，；

σ_b為鋼結構管道服役溫度區間上限時材料的抗拉強度；

n_b為鋼結構管道材料抗拉強度為基準的安全系數。

一種鋼結構管道的制備方法，它包括如下步驟：

步驟一、選擇鋼管的步驟；

步驟二、確定步驟一選擇的鋼管是否滿足以下條件的步驟：

T＝〔σ〕_t/(E×α)≥t；

式中：

T為鋼結構管道材料臨界許用溫差，單位為℃，

〔σ〕_t為鋼結構管道服役溫度區間上限時的材料安全許用應力；

t為鋼結構管道服役環境的實際溫差，單位為℃，

E為鋼結構管道材料的彈性模量，

α為鋼結構管道材料的線膨脹系數；

步驟三、步驟二的結果為：是，進行下一步驟，

或，

步驟二的結果為：否，返回步驟一；

步驟四、使用步驟一選擇的鋼管制備鋼結構管道的步驟。

上述方案中，步驟二中的條件還包括：

σ_Z＝σ₁+σ₃≤〔σ〕_t、

σ_J＝σ₂≤〔σ〕_t；

式中：

σ₁＝P×D/(4×S×φ)，

σ₂＝P×D/(2×S×φ)，

σ₃＝E×t×α，

σ_Z為鋼結構管道的軸向應力，

σ_J為鋼結構管道的徑向應力，

P為服役時鋼結構管道內部流體的最大壓強；