管道应力的产生及分类

化工企业管道安装需要考虑到管道的受力情况，实际上是考虑管道的应力和分布情况。如果管道长期受到较大的应力或频繁的应力变动则容易导致管道材料出现疲劳，从而发生安全事故。

通常情况下，金属材料的疲劳，在事故发生之前几乎无法发现，属于比较隐蔽的一种事故隐患，只能通过管道的受力和应力分析，来发现和提前预估管道可能出现应力受损的位置点。从而针对性的加强管道的检查和维护，进而避免管道出现应力受损破裂的情况。

如果管道设置不当，管道受到较大的应力，可能会造成以下情况：

1、管道应力过大，导致管道移位，从而导致管道附件或支架的破坏。

2、管道应力过大，导致管道金属产生疲劳，导致管道本身破裂。

3、管道应力过大，导致管道的连接处受力过大，从而导致连接处因应力而受损，从而产生泄漏。

4、管道应力过大，导致管道因为应力而发生位移，从而产生的推力或拉力。与管道相连的设备受到管道的力或力矩过大，导致相连的设备产生受力变形或损坏，导致设备产生移位、震动，影响设备的正常运行，甚至产生安全隐患。

管道上的应力主要是由管道所受的载荷影响。管道上的载荷主要分为一次应力的载荷和二次应力的载荷。

产生一次应力的荷载的特点是：该荷载产生的应力是非自限性的，管道内的应力不会随着管道的变形而减少。

产生二次应力的荷载的特点是：该荷载产生的应力是自限性的，即管道内的应力随着管道的变形会减少。

可以简单地看作：一次应力载荷可以看作通常所说的常规情况下的受力，由于外力而产生的应力。二次应力可以看作是由于管道本身变形所产生的应力。

管道的一次应力主要有：

1、压力产生的应力

管道运行过程当中，管道内外部介质产生的压力。压力对管道会产生一种压力载荷，是应力产生的一种情况。计算这种载荷或考虑这种载荷时，通常以最严苛的条件来进行，即选用所能达到的极限压力和极限温度。

2、重力载荷

管道本身管道上的附件，如阀门、管件、仪表以及管道的保温材料、加热材料等附件所产生的重量，他们的重力对管道所产生的应力。通常情况下，这种重力载荷分为根据区域不同而不同。

计算重力载荷时，还不要忘记了管道内介质的重量。管道内的介质重量有时是一个主要的重力载荷，尤其是高密度介质在长输管道当中输送时。

3、特殊的试验载荷

指的是在实验过程当中进行的一些实验载荷，他们也会对管道应力产生一定的影响，如进行的水压试验，气压试验以及冷热等其它各种条件的试验等，他们都有可能对管道应力产生影响。

4、风雨雪载荷。

由于管道设备安装在室外而受到室外风的影响而造成的应力为风载荷产生的应力。雨雪条件下，由于积雪或冰的重力对管道和设备产生的应力。在特殊地理位置时需要考虑这些因素。

5、地震载荷。

考虑在地震这种情况下，由于地震波所产生的震动而造成的管道受应力情况。这种情况下需要考虑地震的等级，一般情况下，按当量的静载荷计算。

6、冲击载荷

由于运动的机械部件，如风机、泵、压缩机等运动或阀门的快速启停运动，以及管道内部液体、气体流动产生的水锤、气锤而造成管道应力产生，也称为动载荷或冲击载荷。这部分的载荷通常情况下产生速度比较快，瞬间应力比较大，而且通常情况下具有一定的频率性，因此是一种破坏性、危害性极大的应力，是需要格外注意和考虑的情况。

二次应力主要由热膨胀变形产生的一些受力用力，如：

安装时由于冷紧产生的载荷，管道内介质运行时的温度与安装时温度不一致而产生的应力。

与管道相连的设备由于温度受热膨胀或受冷收缩而产生对管道的拉力，导致管道产生应力。

与管道相连的设备因为发生沉降而导致管道受力而产生的应力。

由于二次应力其特征是具有自限性，当管道发生局部屈服和小量变形时应力就会自动降低下来。二次应力产生的破坏，是在反复交变应力作用下引起的疲劳破坏。

应力是看不到摸不着的，需要我们自己分析判别，最终确定应力的大小和影响，有针对性的处理和解决，减小安全隐患。