双螺栓管夹用钢材的许用应力

工程上用双螺栓管夹用钢材的强度 性值除以一定的 系数得到基本许用应力。这是大家所熟悉的。对于管道，选择双螺栓管夹用钢材的什么强度 性值，选择多大的 系数是要经过一番研究才能确定的。

选择双螺栓管夹用钢材的什么强度 性值作管道强度计标指标，首先决定于管道的决效类型，其次是目前技术条件是否可以进行某种强度分析计算。选择多大的 系数 要顾及各方面的情况，除了考虑到应力计算的准确性和钢材强度 性的 性外，还要考虑到没法计标的其他失效类型等。因此，不同强度 性的 系数是不相同的。

双螺栓管夹是在高温下，受各种各样应力及蒸气介质的作用下工作的，它有可能因大面积屈服、破断、低周疲劳、热疲劳或应力腐蚀等原因而失败。目前 主要的，而且技术上比较成熟的是防止大面积屈服、破断与低周疲劳。所以要选用的强度 性值是，常温强度极限6b；高温强度极限6b^t；高温屈服极限6s^t或高温条件屈服极限6_0.2^t 及持久强度6_D^t、。但这些强度 性值不是常数，因此工程上对这些数值的选取 要从 的角度进行如下规定：

（1）6b—钢材在20℃时强度极限的 小值；

（2）6s^t 或6_0.2^t  —钢材在计算温度下屈服极限或条件屈服极限的 小值；

（3）6_D^t、 —钢材在计算温度下强度极限的 小值；

（4）6₁₀^5t或6_2×10^5t—钢材在计算温度下10万或20万小时持久强度的平均值，（6₁₀^5t可以写成6_D^t）。

目前，名钢种技术条件均给出新材的屈服极了及强度极限统计的保证 小值。由于持久中度是具有分散带的大量试验点用数学处理外推得到的，所以没有 别声明均指平均值。一般认为持久强度有±20%的分散带。所以它的 值为：

6^t_Dmin=0.8 6_D^t              （7—13）

在双螺栓管夹的应力计算中，只能考虑主要载荷产生的应力，对附加应力，正常温差温差力、温度及压力的偏差与某些应力集中等，均没有进行计算。 是被考虑的主要应力，也不是准确计算出来，而是采用简化的近似计标。又如钢材性能存在偏差或分散性，使得它的强度 性值不是一个准确的常数。为了补偿救上述的不足并约管道寿命留有必要的准备， 要在钢材强度 性值取用上留有余地。因此，工程上 用 系数进行考虑。“火力发电厂汽水管道应力计算技术规定（SDGJ6—28）”规定：对6s^t 或6_0.2^t 及6_D^t  系数取1.5；对6_D^t 及6b 系数取3。

在双螺栓管夹及附件的设计中，虽然没有进行应力集中处的应力计标，但设计原则上要求尽量降低应力集中，并使应力集中系数不大于3。例如构件的名放工作应力的 限定到基本许用应力，即6 _工作≤［6］ _g^t ,如果[6_b^t/3]作为强度 性指标，设局部应力 处的应力集中系数为3，即有：

6max=36_工作≤3［6］_g^t=3·(6_b^t/3)= 6_b^t

 6max≤6_b^t            （7—14）

这里可以看出， 系数取3有可能防止双螺栓管夹或附件正常的局部交力集中处的损坏。6_b^t 的 系数取3，还使得屈强比（6_s^t /6_b^t ）较高的钢材的基本许用 力只能按6_b^t来取，这样规定虽然不直接控制脆性破坏，但它起到选择钢性较好的钢材作为管道材料的条件。

对于6b 系数取3，一方面是与6_b^t的 系数相协调，本身也为避免管道启停过程中局面应力中处产生低周疲劳或脆性破坏提供一定的 保证。

6_b^t/1.5当作为强度 性指标时，即有：

6max=3 6_工作≤3［6］_g^t=3·(6_b^t/1.5)= 2 6_b^t

6max≤2 6_b^t            （7—15）

这 是安定分析（第十一章将要谈到）所要求的，它使双螺栓管夹安定在弹性状态。每次启停不致出现反复的塑性变形，从而防止产生塑性应变疲劳。

6_D^t对于 系数也取1.5，因为持久强度试验点有±20%的分散带，另外是考虑到应力计标的近似性等问题。同时，也可与6_s^t的 系数1.5相协调起来。当持久强度取 小值，它的 系数取1.2，这是因为6^t_Dmin =0.86_D^t  ，这样可以推出，实际上是采用6_D^t及 系数1.5的原则，其关系如下：

 ［6］_g^t=6_Dmin^t/1.2= 0.8 6_D^t/1.2=6_D^t/1.5         (7—16)

这样，我们 得到四个基本许用应力，其值为：

［6］g²⁰=6b/3

［6］_g^t=6_b^t/3

［6］_g^t=6_s^t/1.5 (或6^t_0.2/1.5)                       (7—16)

［6］_g^t=6_D^t/1.5    (或6^t_Dmin/1.2)

钢材在20℃的基本许用应力取6b/3，在计标温度下的基本许用应力有两种情况：

（1）当计标温度低于该钢材开始发生蠕变的温度时，取6_b^t/3与6_s^t/1.5（或6^t_0.2/1.5）两者中的 小值为基本许用应力；

（2）当计标温度等于或高于该双螺栓管夹用钢材开始发生蠕变的温度时，取6_s^t/1.5（或6^t_0.2/1.5）与6_D^t/1.5 两者中的 小值为基本许用应力。

上面讨论 系数虽然考虑了许多因素，但它只是 基本的一些因素。因此，应把上述的许用应力称基本许用应力。

由于科学研究的进展，以及经济观点上的原因，各个 的 系数具有所不同的， 是在一个 也是经常修改的。在西德1975年修定的TRD规范，双螺栓管夹用强度 性值的6_D^t改为6^t_2×10⁵_min ，在内压下的 系数由1.5改为1.0；水电部1978年修定的SDGJ6—78规定，6_s^t 与6_D^t的 系数由1.65改为1.5。在一个 内，对不同工作条件的部件， 系数的规定也是不同的。如西德的TRD规范，对6^t_2×10⁵在内压下 系数取1.0，在外压下 系数取1.2。又如英国BS管道标准806中，对2 1/4CrlM₀钢，设计寿命为15万小时， 系数取1.5；设计寿命为15至20万小时， 系数取1.0；设计寿命为20至25万小时，双螺栓管夹用 系数取1.8。

在工程上，还要考虑构件的 点，如开孔、焊接等因素；有时还考虑结构件的工作条件，中受热与不受热、工作压力是否超过某一限度等因素。以上这些因素不带普遍性，所以在 系数中没有给予考虑，所以遇上有上述情况的结构件，还要对基本许用应力再进行修正，强度计标中的许用应力为η［6］_g^t，η称为双螺栓管夹用基本许用应力的修正系数，它可以在有关的技术规定查了或计算出。

 

沧州力瑞管道设备有限公司    双螺栓管夹