談?wù)勚甭窬郯滨ケ毓芾匣?，損壞是如何發(fā)生的
更新時(shí)間：2021-09-18 點(diǎn)擊次數(shù)：276次
在現(xiàn)代社會(huì)中，無論哪個(gè)行業(yè)已經(jīng)開始使用保溫管、聚氨酯保溫管等，現(xiàn)在都是保溫管的優(yōu)質(zhì)材料。聚氨酯保溫管是以高功能聚醚多元醇組合料和多次甲基多苯基多異氰酸酯為原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)發(fā)泡而成?！【郯滨ケ毓芫哂腥葜剌p、強(qiáng)度高、絕熱、隔音、阻燃、耐寒、防腐、不吸水、施工簡便快捷等優(yōu)異特點(diǎn)，已成為建筑、運(yùn)輸、石油、化工、電力、冷藏等工業(yè)部門絕熱保溫、防水堵漏、密封等*的材料。但從熱力學(xué)的角度看，聚氨酯管總是會(huì)受到一定的損傷，這些損傷是如何發(fā)生的呢?
1、
直埋聚氨酯保溫管良好的保溫材料應(yīng)具有較低的熱導(dǎo)率;受潮時(shí)不變質(zhì)，耐熱性能好，不腐蝕金屬，質(zhì)輕而空隙較多;具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，受到外力時(shí)不致?lián)p壞;易于加工、成本低廉等特性。常用的保溫材料有：膨脹珍珠巖及其制品、玻璃棉及其制品、巖棉制品、微孔硅酸鈣、硅酸鋁纖維制品、泡沫塑料、泡沫石棉等。管壁內(nèi)壓產(chǎn)生的周向應(yīng)力屬于主應(yīng)力。當(dāng)圓周應(yīng)力過大時(shí)，聚氨酯管壁內(nèi)會(huì)有無限大的塑性流動(dòng)，從而導(dǎo)致管道爆裂。對(duì)于塑性流動(dòng)，應(yīng)進(jìn)行一次應(yīng)力極限分析。由于內(nèi)壓周向應(yīng)力是聚氨酯絕緣材料膜的應(yīng)力，應(yīng)控制內(nèi)壓周向應(yīng)力不應(yīng)大于基本容許應(yīng)力，而在城市熱網(wǎng)情況下，內(nèi)壓周向應(yīng)力不應(yīng)大于基本許用應(yīng)力。由于內(nèi)壓周向應(yīng)力遠(yuǎn)小于其極限值，這種破壞模式一般不會(huì)發(fā)生。
2、循環(huán)塑性變形，管內(nèi)的循環(huán)塑性變形是由位移和力共同引起的，而在直埋熱管中，溫度起著決定性作用。直埋聚氨酯保溫管良好的保溫材料應(yīng)具有較低的熱導(dǎo)率;受潮時(shí)不變質(zhì)，耐熱性能好，不腐蝕金屬，質(zhì)輕而空隙較多;具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，受到外力時(shí)不致?lián)p壞;易于加工、成本低廉等特性。常用的保溫材料有：膨脹珍珠巖及其制品、玻璃棉及其制品、巖棉制品、微孔硅酸鈣、硅酸鋁纖維制品、泡沫塑料、泡沫石棉等。當(dāng)溫度變化很大，熱膨脹變形不能*釋放時(shí)，管壁在加熱過程中由于軸向壓縮應(yīng)力而產(chǎn)生軸向壓縮塑性變形。然而，管壁的軸向拉伸塑性變形是由冷卻過程中的軸向拉應(yīng)力引起的，即發(fā)生軸向循環(huán)塑性損傷。在循環(huán)塑性破壞情況下，應(yīng)對(duì)主應(yīng)力和二次應(yīng)力進(jìn)行穩(wěn)定性分析，以控制主應(yīng)力和二次應(yīng)力復(fù)合應(yīng)力范圍不超過三倍的基本許用應(yīng)力。這樣可以保證在熱膨脹變形不能釋放，循環(huán)溫差大，工作壓力大，大直徑管道不能釋放時(shí)，處于穩(wěn)定狀態(tài)的管材容易出現(xiàn)循環(huán)塑性變形。在直埋管的設(shè)計(jì)中，應(yīng)防止聚氨酯保溫管的圓形塑性變形.
3、低周疲勞失效、應(yīng)力集中通常發(fā)生在管道的彎道、槽體、尺寸頭和折疊角上。在溫度變化過程中，應(yīng)力集中發(fā)生在不連續(xù)管道結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的峰值應(yīng)力。這將導(dǎo)致聚氨酯管道的疲勞損傷。由于疲勞分析的溫度變化頻率較低，應(yīng)在峰值應(yīng)力范圍內(nèi)進(jìn)行疲勞分析，根據(jù)城市熱網(wǎng)的溫度變化規(guī)律，直埋熱網(wǎng)的主要失效方式是基本容許應(yīng)力、彎頭、三通、尺寸頭和折彎角的疲勞破壞。其峰值應(yīng)力控制范圍不超過6倍。
實(shí)際上，這些只是聚氨酯管道的一些失效因素，還有一些因素，如高周疲勞失效、全局不穩(wěn)定、局部不穩(wěn)定等，希望大家能清楚地了解這些。
