管道應力的產生及分類

化工企業管道安裝需要考慮到管道的受力情況，實際上是考慮管道的應力和分布情況。如果管道長期受到較大的應力或頻繁的應力變動則容易導致管道材料出現疲勞，從而發生安全事故。

通常情況下，金屬材料的疲勞，在事故發生之前幾乎無法發現，屬于比較隱蔽的一種事故隱患，只能通過管道的受力和應力分析，來發現和提前預估管道可能出現應力受損的位置點。從而針對性的加強管道的檢查和維護，進而避免管道出現應力受損破裂的情況。

如果管道設置不當，管道受到較大的應力，可能會造成以下情況：

1、管道應力過大，導致管道移位，從而導致管道附件或支架的破壞。

2、管道應力過大，導致管道金屬產生疲勞，導致管道本身破裂。

3、管道應力過大，導致管道的連接處受力過大，從而導致連接處因應力而受損，從而產生泄漏。

4、管道應力過大，導致管道因為應力而發生位移，從而產生的推力或拉力。與管道相連的設備受到管道的力或力矩過大，導致相連的設備產生受力變形或損壞，導致設備產生移位、震動，影響設備的正常運行，甚至產生安全隱患。

管道上的應力主要是由管道所受的載荷影響。管道上的載荷主要分為一次應力的載荷和二次應力的載荷。

產生一次應力的荷載的特點是：該荷載產生的應力是非自限性的，管道內的應力不會隨著管道的變形而減少。

產生二次應力的荷載的特點是：該荷載產生的應力是自限性的，即管道內的應力隨著管道的變形會減少。

可以簡單地看作：一次應力載荷可以看作通常所說的常規情況下的受力，由于外力而產生的應力。二次應力可以看作是由于管道本身變形所產生的應力。

管道的一次應力主要有：

1、壓力產生的應力

管道運行過程當中，管道內外部介質產生的壓力。壓力對管道會產生一種壓力載荷，是應力產生的一種情況。計算這種載荷或考慮這種載荷時，通常以最嚴苛的條件來進行，即選用所能達到的極限壓力和極限溫度。

2、重力載荷

管道本身管道上的附件，如閥門、管件、儀表以及管道的保溫材料、加熱材料等附件所產生的重量，他們的重力對管道所產生的應力。通常情況下，這種重力載荷分為根據區域不同而不同。

計算重力載荷時，還不要忘記了管道內介質的重量。管道內的介質重量有時是一個主要的重力載荷，尤其是高密度介質在長輸管道當中輸送時。

3、特殊的試驗載荷

指的是在實驗過程當中進行的一些實驗載荷，他們也會對管道應力產生一定的影響，如進行的水壓試驗，氣壓試驗以及冷熱等其它各種條件的試驗等，他們都有可能對管道應力產生影響。

4、風雨雪載荷。

由于管道設備安裝在室外而受到室外風的影響而造成的應力為風載荷產生的應力。雨雪條件下，由于積雪或冰的重力對管道和設備產生的應力。在特殊地理位置時需要考慮這些因素。

5、地震載荷。

考慮在地震這種情況下，由于地震波所產生的震動而造成的管道受應力情況。這種情況下需要考慮地震的等級，一般情況下，按當量的靜載荷計算。

6、沖擊載荷

由于運動的機械部件，如風機、泵、壓縮機等運動或閥門的快速啟停運動，以及管道內部液體、氣體流動產生的水錘、氣錘而造成管道應力產生，也稱為動載荷或沖擊載荷。這部分的載荷通常情況下產生速度比較快，瞬間應力比較大，而且通常情況下具有一定的頻率性，因此是一種破壞性、危害性極大的應力，是需要格外注意和考慮的情況。

二次應力主要由熱膨脹變形產生的一些受力用力，如：

安裝時由于冷緊產生的載荷，管道內介質運行時的溫度與安裝時溫度不一致而產生的應力。

與管道相連的設備由于溫度受熱膨脹或受冷收縮而產生對管道的拉力，導致管道產生應力。

與管道相連的設備因為發生沉降而導致管道受力而產生的應力。

由于二次應力其特征是具有自限性，當管道發生局部屈服和小量變形時應力就會自動降低下來。二次應力產生的破壞，是在反復交變應力作用下引起的疲勞破壞。

應力是看不到摸不著的，需要我們自己分析判別，最終確定應力的大小和影響，有針對性的處理和解決，減小安全隱患。