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埋地管道纵向应力如下图。 A处有一清管器收发筒,管道经弯头入土,在弯头处破坏了土壤与管表面之间摩擦力的连续性,形成自由端。管道在B点受到土壤反力的约束。由B向C,土壤与管表面间的摩擦力逐渐积累,约束力逐渐增加,到C点时管子的纵向位移完全被约束住,即纵向位移为零。C点以后称为嵌固段;纵向应变不受约束的管段称为自由段;自由段和嵌固段之间称为过渡段,即图中BC部分。 管道在嵌固段所受纵向应力σL ,可按下式计算:式中负号表示压应力。一般对σL不必单独校核,但对σL和σ的组合应力,应按强度理论进行校核。
管道断裂 管道在试压或运行中可能发生断裂破坏。输气管道或以气体为试压介质的管道发生的断裂现象危害为严重。断裂的起裂与钢管的缺陷大小、管材和焊缝韧性的高低,以及应力水平等因素有关。为防止起裂,应保证管材和焊缝的韧性,对管道应严格进行无损探伤检查,以排除超过容许范围的缺陷。中国是早用木竹管输送天然气的 。1600年前后,四川省自流井气田不但在平地敷设管道,而且“高者登山,低者入地”,“于河底掘沟置笕,凿石为槽覆其上”。中国现代天然气运输管道,多集中在天然气主要产地四川省。1963年建成了 条巴渝输气管道,管径为426毫米,全长54.7千米。到1983年已建成从川东经重庆、泸州、威远至成都、德阳等地,沟通全省的输气管道网,管径426毫米~720毫米,全长2,200多千米,设有集配气站178座,年输量50亿~60亿立方米。
世界输气管道也经历了与中国相似的发展过程。18世纪以前,输气管道也使用木竹管。18世纪后期用铸铁管,19世纪90年代开始使用钢管。输气动力开始全靠天然气井口压力,1880年,美国采用蒸汽驱动的压气机。20世纪20~30年代采用了双燃料发动机驱动的压气机给管内天然气加压,输气压力从原来5883.6帕上升到27,440帕~41,160帕。输送距离也越来越长。后来又出现了规模巨大的管网系统。60年代开始,在天然气进出口国之间,相继建成了许多跨国管道,如由苏联经原捷克和斯洛伐克、奥地利、德国的1780千米的输气管道;由奥地利到意大利的长774千米的管道;由阿尔及利亚经突尼斯、地中海和突尼斯海峡到意大利的全长2,500千米的管道等。到1983年时,世界输气管道总长达到91.34万千米。长距离输气管道普遍采用压气机增压输送。输气管道在管材选用、提高输送效率、实现全线自动化等方面的技术也有了迅速的发展。管材广泛采用X—60低合金钢(度极限41,160帕),并开始采用X—65、X—70等更高强度的材料。为降低管道内的摩擦阻力,426毫米以上的新钢管已普遍采用内涂层。此外还开展了不同物性的气体在同一管道中顺序输送,以及-70℃低温、75,460帕高压的气态和液态天然气管道输送试验。公司实力
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