解决管道应力集中的办法

避免应力集中的例子
应力集中是指在物体内部某个区域的应力值比周围区域的应力值大很多，这种差异会给物体带来很大的压力，很容易引起破坏或事故。

为了避免应力集中，我们可以采取一些措施，下面就介绍几个避免应力集中的例子。

1. 设计时考虑应力分布均匀
在产品的设计时，可以通过改变产品的几何形状或增加材料厚度等措施，让应力分布在整个产品上面变得均匀。

举个例子，在汽车制造业中，设计师在设计汽车的车身骨架时，会根据车身负荷的大小和位置，合理安排车身骨架的布局和加强件的形状、材料等，使得整个车身的应力分布变得更加均匀。

2. 加强材料强度
让物体内部的材料强度更加坚固是避免应力集中的另一种方法。

这种方法适用于那些不方便改变外形设计的物体，例如桥梁和飞机机身。

举个例子，在最初的钢铁桥梁设计中，由于钢铁材质限制，钢铁杆因应力集中容易断裂。

但是，随着钢铁材料的改良和强度的提高，现在制造的桥梁就可以通过增加钢筋等方法使钢铁杠变得更加坚固，从而减少应力集中的风险。

3. 优化焊接接头
焊接接头常常是应力集中的一大因素，因为焊接接头处材料的宽度和厚度偏小，容易形成应力集中。

优化焊接接头，可以采用适当的焊接形式或者增加焊接材料的厚度来减少应力集中。

举一个例子，飞机制造公司通过优化飞机机身焊接接头样式和焊接工艺，减少或消除了一些生产过程中焊接接头处的应力集中问题，提高了飞机的可靠性和安全性。

除了上述三种方法，还有其他的几个适用于不同领域的避免应力集中的措施，例如增加过渡半径、改变模具结构和材质等。

避免应力集中在许多领域都是必不可少的安全措施。

空心板梁桥应力集中现象病害及维修加固方法空心板梁桥是现代桥梁中一种常见的结构形式，其具有自重轻、刚性好等特点，在公路、铁路等交通工程中得到广泛应用。

然而，随着时间的推移和外界环境的作用，空心板梁桥在使用过程中可能出现应力集中现象导致病害的情况。

本文将重点探讨空心板梁桥应力集中现象的病害特征以及有效的维修加固方法。

一、应力集中现象的病害特征1. 裂缝空心板梁桥在使用过程中，由于自身重量和外部荷载的作用，可能会引起桥梁的应力集中现象。

应力集中导致的最常见病害就是桥梁表面出现裂缝。

这些裂缝通常呈现出沿横向或纵向延伸，并且会逐渐扩展。

较小的裂缝不仅影响了桥梁的美观度，还可能会导致水分渗入桥梁内部，加速病害的发展。

2. 变形应力集中还会导致空心板梁桥的变形问题，主要表现为桥梁的下沉和侧倾。

桥梁下沉会导致桥面高程不平，影响车辆通行的平稳性，甚至可能引发事故。

而桥梁的侧倾则会对整体结构的稳定性造成威胁，增加了其在强震等自然灾害下的倒塌风险。

3. 钢筋锈蚀应力集中引起的另一个常见病害是钢筋锈蚀。

由于空心板梁桥内部往往有一定湿度，当应力在某一部位集中时，钢筋就容易受到腐蚀，进而导致钢筋锈蚀现象的出现。

钢筋锈蚀会降低桥梁的整体承载能力，加剧病害的发展。

二、维修加固方法1. 加固裂缝对于出现裂缝的空心板梁桥，首先需要进行裂缝的加固。

可以采用注浆技术，将专用的高强度注浆材料注入裂缝，填满并固化。

这样可以有效地修复裂缝，恢复桥梁的刚度和承载能力。

在注浆后，还可以进行表面修复，采用填缝剂进行修补，使桥梁表面平整。

2. 加固变形针对桥梁下沉和侧倾的变形问题，可以采用针对性的加固措施。

例如，在桥梁下方增设张拉杆、加固梁等构件，以增加桥梁的整体刚度和稳定性。

在设计时，还可以合理设置伸缩缝等装置，以有效隔离变形引起的应力集中，减缓病害的发展。

3. 防止钢筋锈蚀为避免钢筋锈蚀，可以采用防腐涂层技术。

在桥梁施工过程中，在钢筋表面涂覆特殊的防腐涂层，以减少钢筋暴露在潮湿空气中的接触，从而降低钢筋腐蚀的风险。

压力容器设计及制造过程中降低应力集中的措施刘红虎发表时间：2020-11-19T17:26:49.133Z 来源：《基层建设》2020年第20期作者：刘红虎[导读] 摘要：随着现代工业的发展，石油能源在现代生活中发挥的作用越来越重要。

新疆兆荣石油化工装备制造有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 831400摘要：随着现代工业的发展，石油能源在现代生活中发挥的作用越来越重要。

在石油行业发展的过程中，压力容器的应用一直受到人们的重点关注。

长期以来，我国对压力容器的应用发展十分重视，并逐步建立了比较成熟的压力容器设计制造体系，为我国经济社会发展提供了必要的基础。

随着新技术的发展和应用，我国现有的压力容器设计制造体系逐渐暴露出自身的问题和不足。

在压力容器制造的过程中，应力集中问题一直是限制其进一步发展应用的重要因素。

为了推动压力容器的未来发展，在现有技术的基础上，推应力集中解决方法的应用越来越受到人们的关注。

鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对压力容器设计及制造过程中降低应力集中的措施提出了一些建议，仅供参考。

关键词：压力容器设计；制造过程；降低应力集中；措施引言制造质量、磨损腐蚀、人为因素等均可导致压力容器安全事故的产生，不仅影响安全生产，还会危害生命安全。

在压力容器的设计制造阶段需要对设计生产制定详细的工艺规程和检验验收标准，保证压力容器的制造质量；在运行使用阶段需建立相应的操作及安全管理规章制度，提高操作人员的技术水平和安全意识，避免人为因素导致安全事故的产生。

同时还需要定期对压力容器进行安全检验和设备维护，保证压力容器安全、稳定运行。

1、压力容器的制造要求压力容器在我国的生产和生活过程中起着至关重要的作用，因此，对于压力容器的制造过程，我国也有着较为严格的制造要求，以此来保证压力容器制造和使用的安全性，降低安全事故的发生率。

具体要求如下：第一，压力容器在实际的制造过程中，制造人员需要保证压力容器的内部承受性，保证其承受强度，从而在实际的生产过程中，可以保持安全稳定的使用状态；第二，制造人员需要保证压力容器的密闭性能，防止容器内的毒气或物质外溢；第三，制造人员还需要合理控制压力容器的外力作用，避免其受到外力作用的影响，出现外形的改变，影响其使用寿命。

咬边缺陷对压力管道焊接接头应力集中的研究分析摘要：当今我国石油化工行业中压力管道的使用愈加广泛，其中焊接工艺对推动管道事业的发展起到了巨大推进作用，并逐渐朝向多样化、规模化、复杂化方向发展。

而如何处理咬边缺陷是当今压力管道领域重点关注的问题。

基于此，本文重点对咬边缺陷对压力管道焊接结构应力集中方面进行研究。

关键词：咬边缺陷；压力管道；焊接接头；应力集中；分析引言压力管道在当今石油化工领域中的应用十分广泛，作为一种大型压力管道设备，在实际运行中内部会产生极大的液体压力。

在压力管道生产当中，因为焊接造成的缺陷问题十分常见，特别是咬边问题。

焊接缺陷主要是采用焊接修补。

焊接缺陷种类非常多，但是由于关节轴承结合尺寸问题就造成了应力集中，减少了接头位置的强度、疲劳强度，提高焊接部位的脆性，对应力腐蚀造成了极大的影响，这就需要对焊接咬边缺陷进行力学分析以及安全评价。

在日常生产、安装中，需要重点分析焊接咬边缺陷，并结合行业所提出的规定标准，咬边程度不同采用不同的安全评价等级，针对咬边问题提供可靠的力学依据，保证管道工程质量。

1压力管道和焊接接头应力集中以及影响1.1应力集中在管道工程中，压力管道是重要的组成部分，用于液体输送、分配、分离、排放、测量、控制等。

压力管道系统之间相互影响，如果一个系统出现了问题就会影响整个系统。

长径比压力管道非常大，在实际使用当中确定性有待提高，并且压力管道维持压力相比压力容器更加复杂。

压力管道内部的流体流径较长，即使是管道系统中的缓冲室，因为工作条件变化、频率变化也会影响管道运行质量，如压力、温湿度等都会对管道应力造成影响。

同时，管道部件、支架所采用的零部件都有所差异，很多材料内部结构也十分复杂。

管道由于较长，所以在运行过程中其泄漏点也非常多，这就导致在管道设计、安装当中具有很多影响因素。

在无线平板情况下，K=3的圆孔边缘为：由于板厚度半径中的圆孔比率不同，所以该板厚度比K在1.8-3之间；在扭转状态下，厚度比K的取值范围在1.6-4.带圆孔采用轴向拉伸形式，结合日常工作经验总结可知，管道局部孔应力相对均匀，也就是应力集中，随着截面尺寸变化，局部应力会逐渐聚集生成集中应力。

管道设计中的应力分析和处理技巧刘进辉摘要从管道应力产生的原理和处理方法出发，明确的阐述了应力处理的原则。

分步叙述了管道的补偿、管道柔性分析方法的选择，图解简化计算、判断式、计算机分析中的一些技巧和方法。

主题词应力补偿管道上的应力一般分为一次应力、二次应力和峰值应力。

一次应力是指由管道所受外力荷载引起的正应力和剪应力。

二次应力是由于管道变形受约束所产生的正应力和剪应力。

峰值应力是管件的局部结构不连续，有应力集中，或有局部热应力，附加到一次应力和二次应力的总合。

一次应力和峰值应力在确定的管道和管道环境中是不会变化的，这里我想主要谈谈管道的二次应力。

由定义可知，二次应力是由于管道变形受阻而产生的，它不直接与外力相平衡，而是由管道各部分变形来适应的。

在热胀推力的作用下，管道局部屈服而产生少量塑性变形时，就会使推力不在增加，塑性变形不在发展，即有自限性。

对于塑性良好的材料，一次伸缩即使产生较大的变形也不会破坏。

只有塑性变形在多次交变的情况下，才会引起管道的疲劳破坏。

当热力管道启动时，热力由内壁向外壁传递，内外壁管道有温差，管道温度不均匀，而产生温度应力，一般计算中不考虑。

不同材料的管道和管件焊接时，由于膨胀系数和弹性模量不同，当温度升高时，相连处存在热应力。

此应力也属二次应力。

一、管道的补偿在诸多因素中，温度的变化对管道应力的影响最大，而温度升高，又会降低管道的许用应力，只有当管道在工作状态下的应力小于许用应力，管道才是安全的。

那么我们怎样才能解决管道由于各种界环境变化而形变带来的二次应力呢？简单的说就是“膨胀多少，补偿多少”！。

管道在热胀或冷紧时不受阻，或在安全应力内受阻是我们补偿的最终目的。

首先我们来明确几个重要参数：右图是一“L”型管道，A、B分别为管道的两个固定点，L1+L2=L是管道的长度，U是两个固定点间的距离，Δ是管道的膨胀量。

这里需要对Δ详细说明一下，它是管道的线性膨胀量和管道位移的矢量加和。

第1篇一、目的为确保产品质量，防止因应力集中导致工件变形、开裂等问题，特制定本规程。

二、适用范围本规程适用于我公司所有需进行消除应力的工件。

三、操作步骤1. 准备工作（1）根据工件材质、形状、尺寸等因素，选择合适的消除应力方法（如振动时效、热处理等）。

（2）检查设备、工具、材料等是否完好，确保操作安全。

（3）熟悉操作规程，了解消除应力方法的基本原理。

2. 振动时效（1）将工件放置在振动时效设备上，确保工件平稳，避免产生二次应力。

（2）调整振动时效设备的振动频率、振幅、时间等参数，使工件达到共振状态。

（3）启动振动时效设备，观察工件振动情况，确保振动效果。

（4）根据工件材质和尺寸，控制振动时效时间，避免过长时间振动导致工件变形。

（5）振动时效结束后，检查工件表面是否有裂纹、变形等现象，如有异常，需重新进行消除应力处理。

3. 热处理（1）将工件放入炉中，升温至消除应力的温度。

（2）保温一定时间，使工件内部应力得到充分释放。

（3）根据工件材质和尺寸，控制保温时间，避免过长时间保温导致工件变形。

（4）升温至热处理温度，保温一段时间后，进行冷却。

（5）冷却过程中，注意控制冷却速度，避免工件产生二次应力。

4. 检查与验收（1）消除应力完成后，对工件进行外观检查，确保无裂纹、变形等现象。

（2）对工件进行尺寸测量，确保尺寸精度符合要求。

（3）对工件进行力学性能测试，如硬度、强度等，确保性能达到要求。

四、注意事项1. 操作人员应穿戴好防护用品，确保人身安全。

2. 严格遵守操作规程，确保消除应力效果。

3. 注意设备维护，确保设备正常运行。

4. 避免在消除应力过程中对工件造成二次损伤。

五、附则1. 本规程由生产部负责解释。

2. 本规程自发布之日起执行。

第2篇一、目的为确保工件加工和使用过程中的尺寸精度稳定性，防止工件变形和开裂，本规程规定了消除应力的操作方法和要求。

二、适用范围本规程适用于各类金属结构件、铸件、焊接件等，需进行消除应力的工件。

管道温升消除应力的方法我折腾了好久管道温升消除应力的方法，总算找到点门道。

一开始的时候呀，我真是瞎摸索。

我就想着，这应力是不是只要把管道弄松一点就行呢，就像咱们系皮带系太紧了松一松那样。

我尝试把管道的连接部分稍微松开一点，觉得这样就能给它空间去释放应力。

结果呢，不但应力没消除，还差点造成管道泄漏，这可把我吓出一身冷汗。

后来我又想，既然是温升引起的，那能不能让温度降下来来抵消这种影响呢。

于是我就用冷水去冲管道，可这只是表面能降温，管道内部的温度降得很慢，而且这种局部的温度变化还可能产生新的应力，这个方法也失败了。

再后来我就开始看书查资料，发现有一种方法是比较靠谱的。

就是在安装管道的时候，要留有一定的伸缩余量。

这就好比咱们盖房子的时候，要给房子和周围的地面留一点伸缩的空间，避免因为地基或者材料的热胀冷缩而产生裂缝。

在管道这里呢，就像是给管道预留一个可以伸展或者收缩的距离，这样在它因为温升而膨胀的时候，就有地方可去了。

还有一个方法就是在管道上采用一些特殊的设计，比如安装膨胀节。

这个膨胀节就像是一个弹簧一样，可以随着管道的伸缩而变形，吸收应力。

我之前安装有膨胀节的管道的时候没有太注意安装方向和预拉伸的问题。

有一次安装完了发现没有起到很好的消除应力的作用，后来才知道原来膨胀节的安装方向不对的话就不能正常发挥作用，而且预拉伸如果没有做好，在之后的使用过程中也可能会出问题。

另外我还试了一种办法，就是通过缓慢地给管道升温，让它均匀地热起来，然后再缓慢地降温，这样可以让管道的内部结构去适应这种温度变化引起的应力。

不过这个过程很慢很麻烦，得小心翼翼地控制温度的变化速率。

不确定这个方法是不是对所有的管道材料都适用，但我试过的几种常见材料效果还行。

说来说去，要想消除管道温升引起的应力，一定要根据管道的材料、工况还有实际的使用环境这些因素综合来考虑采用的方法。

这些方法有的可能要一起用，有的可能要根据具体情况调整。

反正就是多尝试多总结，不怕犯错就能找到合适的办法。

石油库与力口油站第3〇卷第2期总第I74期2〇21年4月出版油气管道OIL DEPOT AND GAS STATION VOL. 30 NO. 2 NO. 174 totally Apr 20. 2021 OIL AND GAS PIPELINE沿海成品油输油站内管道应力释放的措施舒献成〔国家管网华东分公司甬台温管道管理处浙江温州325200〕摘要:针对浙江沿海某成品油输油管道站场站外埋 地管线受到侧向和轴向推力，且管线两侧均无法移动，导致站内管线应力集中，造成部分管线位移的问题，采取了 站内外管线上方降低荷载、站内管线更换可调节管托、固定墩增加混凝土方桩支护、站外管线平衡压带更换配重 块等措施，释放了管线应力，保证了管线的安全运行。

关键词：成品油输油管道应力释放措施作为能源大动脉的长输管线，许多管线和场 站建设在沿海地区。

由于沿海地区地形地貌主要 以海积平原、冲积平原、低山丘陵、滩涂为主，该地 形地貌最主要的特点就是土地基础强度低，压缩 性较大，多属于欠固结状态,较易发生沉降，可流 塑性较大[1]。

另外,沿海地区多属于经济发达地 区，管线附近多有其它单位进行施工，会在管线周 围堆砲大量弃土、弃渣等。

结合现场地质结构特 点及天气等不可控因素，部分弃土、弃渣会发生塑 性变形，流至管线上方、邻侧，增加管线的流动荷 载™。

当流动荷载达到一定程度后，管线发生应 力变形，因埋地管线应力自然释放量较大，导致场 站内地上管线应力集中，发生变形，增加站内管线 焊口、法兰处横向、纵向荷载，从而严重危害管道 和设备的正常运行。

温州某长输管道站场由于站外埋地管线附近 有其它单位堆砌大量弃土、弃渣，因天气原因导致 弃土、弃渣流至管线上方，站外埋地管线受到横向、纵向挤压，站内管线应力集中，无法自然释放，导致 站内部分管线发生偏移、站场内管线轻微拱起变 形、阀门支墩悬空、放空管线倾斜等情况。

为保证 管线运行安全，需采取相应的措施来释放应力。

212CPCI 中国石油和化工石油工程技术管道应力分析中减小设备管口受力的一些方法姜黎明　耿云飞　沈　恒（江苏中圣高科技产业有限公司）摘 要：从应力分析与推力计算出发，要减少管口受力，可采取增加或调节管系柔性，即布管原则及方法，恰当使用补偿器；对管道进行冷紧；合理选配支吊架等措施和方法。

关键词：管道应力分析　减少管口受力　措施1 管道应力分析的任务与职责在压力管道设计中，配管设计与管道应力分析是重要组成部分。

通过对管道应力的分析计算，能够为工程带来的效果包括：第一，能控制管道各处的应力不超过规范允许值；第二，确保管口受力不超过标准载荷限制；第三，控制容器上与管道的局部应力不超过限值；第四，得到管道所有约束处的力；第五，保证管道在各种工况作用下位移不超限；第六，有助于进一步解决管道动力反应问题；第七，为设计人员对管道进行优化设计提供数据基础。

广义上讲，管道结构可以看成是一个具有一定强度和柔性的弹性体，对其进行应力分析的内容包括柔性和压力验算及对端点推力进行验算等。

柔性越好的管系，相应的应力与推力越小。

同样应该对管系的刚度和抗振强度进行合理的检验分析。

管道结构强度破坏多由断裂破坏因此，其中一次应力有断裂破坏，二次应力则会引起疲劳破坏。

一次应力是指管道中由设备外荷载引起的满足平衡条件的正应力和剪应力，一次应力随着外荷载的增加而增大，一旦超过材料屈服荷载，管道将发生塑性破坏或变形，可见一次应力是非自限性的。

管道设计过程中首先要确保一次应力不超过需用应力值。

二次应力是指管道中由于约束管道变形而产生的正应力及剪应力，二次应力一般不与外荷载相平衡，热膨胀、附加位移、安全误差等位移荷载都会导致二次应力的产生，与一次应力不同，二次应力是自限性的，二次应力的允许模式是由周期性和疲劳断裂确定的。

限定二次应力一般通过限制交变的循环次数确定，在管道某些应力集中处，在强度计算时考虑加强系数用于预防管件疲劳损伤破坏。

由此可见，管道结构应力分析的首要目的是加强管道的柔性，并使管道应力不超过允许的应力范围。

石油化工设计中管道的应力分析在石油化工领域，管道系统是不可或缺的设备之一，其承载着输送各类液体、气体以及化工原料的任务。

在管道的设计中，应力分析是一个至关重要的步骤，其目的是确保管道在运行过程中能够承受各种外部力的作用而不会出现失效或损坏。

本文将从应力分析的基本原理、应力分析的方法以及应力分析的应用等方面进行探讨。

一、应力分析的基本原理管道在运行过程中会受到各种外部力的作用，其中包括内压力、温度变化引起的热应力、外部载荷等。

这些外部力会导致管道发生应力，而应力分析的目的就是要确定管道在各种外部力作用下的应力状态，以便合理设计管道结构，确保其在安全范围内运行。

在进行应力分析时，通常会考虑管道的弹性变形、应力集中、疲劳寿命等因素，从而对管道的结构和材料进行合理的选择和设计。

二、应力分析的方法在进行管道的应力分析时，通常会采用有限元分析法、解析法、试验法等方法。

有限元分析法是目前应用最为广泛的方法之一，通过将管道划分成有限个小单元，然后利用数值计算方法对每个单元的应力状态进行分析，从而得出整体的应力分布情况。

而解析法则是基于管道的几何形状和材料力学性质，通过数学原理和公式来计算管道的应力状态。

试验法则是通过对管道进行实验来得出其应力状态，这种方法在一些特殊情况下也是不可或缺的。

三、应力分析的应用管道的应力分析在石油化工领域有着广泛的应用，其主要作用包括以下几个方面：1. 确保管道的安全性：通过应力分析可以了解管道在运行过程中的应力状态，从而判断其是否满足安全要求。

如果发现管道受力过大或出现应力集中现象，就需要对其结构和材料进行调整，以确保其在运行过程中不会出现失效或损坏的情况。

2. 优化管道设计：通过应力分析可以发现管道结构的弱点和问题所在，从而对其进行优化设计。

比如调整管道的壁厚、选择合适的材料、改变管道的支撑方式等，都可以通过应力分析得到依据，从而提高管道的使用寿命和安全性。

3. 预防事故的发生：在石油化工生产中，管道事故所造成的损失往往是难以估量的，因此对管道进行应力分析是一种预防措施。