| 影响管道柔性的因素 |
| 点击：2551 添加时间：2010-5-22 |
管道的柔性不仅与管系中各管段单元的结构尺寸有关，而且实践和理论都证明，它还与管系的空间形状有关。一般情况下，管系拐弯越多，其柔性越好。因此，在管系设计时，如果将管系布置成一个有较好柔性的空间几何形状，就可有效地降低由管系热胀冷缩或附加位移而产生的应力的水平，也可有效地降低管系对相连设备和约束点的附加力。
总体来讲，影响管系柔性的因素由管单元的规格及尺寸、管系的空间几何形状、管系端部的刚度、管系中间的支撑以及管系中存在的特殊的管道元件等。
（1）规格及尺寸的影响
减小管道元件的直径或壁厚，都可以有效地减少管子（管系）对端点的推力。换句话说，管系中管道元件的直径和壁厚越小，管系的柔性就越好。
实践和理论都证明，改变管系中某些单元的尺寸，可以提高管系的自补偿能力。例如管廊上的П形结构（通常称其为П型补偿器），它是专门用来吸收两固定支架之间长度为L的管道轴向位移的。
对于任何空间管系，只要在远离管系两端点连线的方向增加管系的长度，都能有效地提高管系的柔性。
（2）管系的空间几何形状的影响
增加管系中弯头的数量，管系的柔性将增加。这个结论可以从两方面来讲。其一，弯头增加，相当于增加了变形点的数量，从而使一定的膨胀量分配到更多的单元上来吸收；其二，弯头自身的刚度较小，容易变形，
弯头（或弯管）的存在虽然增加了管系的柔性，但同时会引起应力集中问题。在管系应力计算中，通常以应力增强系数来体现其应力集中的影响。
（3）管系端部相关设施刚度的影响
大多数管系的两端都是与设备接口连接的。如果将设备接口视为固定端，即X、Y、Z、RX、RY、RZ（三个线位移和三个角位移）都进行约束时，会使管系变形困难。如果将三个角位移（RX、RY、RZ）放开，那么管系的应力水平会降低许多。所以降低设备接口的刚度，也有利于管系的变形。
（4）管系中间支撑的影响
为了满足管系强度或刚度的需要，管系中设置一些支撑是必要的。所谓的支撑，实质上就是对管系施加的约束，只不过不同的支撑型式对管系的约束方式和约束效果不同而已。当管系受热热胀时，管系中的各点都会发生位移，而约束的实质就是位移和约束力的转化问题。约束力越小，管系中约束点的位移就越大。反之，约束力越大，约束点的位移就越小。这一现象在弹簧支吊架点处最能体现出来。如果支架为刚性支架，那么管系支撑点处在刚性约束方向上的位移为零，也就是说管系在此处该方向上的位移完全被阻止，位移全部转化成了对支架的力。因此，选用不同的支架可以局部控制管系的变形或位移，从而改变了管系的柔性。
（5）管系中特殊管道元件的影响
影响管系柔性的特殊管道元件主要有两大类，其一是刚性元件，其二是柔性元件。
刚性元件泛指刚度比较大的管道元件，如法兰、阀门、小型管道设备等。由于刚性元件的刚度较大，自身难以变形，同时它在管系中也将牵扯到与其相接的其它管道元件的变形，从而降低了管系的柔性。
柔性元件泛指刚度较小的管道元件，如波纹管膨胀节、填料函膨胀节等。与刚性元件相反，由于柔性元件刚度较小，容易靠自身的变形来吸收管系的热胀，从而能有效地降低管系中的应力水平和边界的附加力，也就是说它有效地增加了管系的柔性。
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