雙螺栓管夾以塑性狀態(tài)下承受靜載作用的元件，一定的峰值應(yīng)力對元件的 未必帶來很大的危險。但在交變循環(huán)應(yīng)力作用下，即使塑很好的材料，在峰值應(yīng)力作用的部位， 別是大交變應(yīng)變的部位，如雙螺栓管夾、三通、彎管、大小頭、閥門、法蘭及與管子的連接處， 有可能在經(jīng)過很小的循環(huán)次數(shù)下，產(chǎn)生疲勞裂紋，隨之而來的是裂紋的擴展， 終導(dǎo)致元件泄漏或破裂。雖然大應(yīng)變的部位只占元件上極小的范圍，但它卻影響整個管系的 運行。

1、疲勞破壞的幾種型式

如主汽管上的儀表管及疏水管，當(dāng)設(shè)計或運行不當(dāng)時，小管內(nèi)液位變化導(dǎo)致主汽管壁溫度的變化，溫度的變化 要引起熱脹冷縮，由于脹縮受約束， 引起交變應(yīng)力。如果應(yīng)力變化的范圍很大，雙螺栓管夾經(jīng)過一定次數(shù)后 會出現(xiàn)裂紋。這樣產(chǎn)生的裂紋通常稱為熱疲勞。

有些元件在腐蝕介質(zhì)下工作，而且工作時應(yīng)力也是變化的。如果應(yīng)力變化很大，這種在電化學(xué)及應(yīng)力的共同作用下，經(jīng)過一定時間的使用后出現(xiàn)裂紋。這樣雙螺栓管夾產(chǎn)生的裂紋通常稱為腐蝕疲勞。

在常溫狀態(tài)下工作的轉(zhuǎn)動軸，它每轉(zhuǎn)動一周， 受到一次應(yīng)力循環(huán)。當(dāng)交變應(yīng)力較大時，經(jīng)過很多（10⁵次以上）次數(shù)后出現(xiàn)裂紋。這樣雙螺栓管夾產(chǎn)生的裂紋通常稱為應(yīng)力疲勞。

火力發(fā)電廠的鍋爐，汽水管道及汽輪機，在其使用期限內(nèi)，不但承受正常運行應(yīng)力的作用，還要承受多次啟動、運行、停運及大幅度負荷變動產(chǎn)生交變應(yīng)力的作用，在啟停這個循環(huán)中，有些元件的某些部位受力是很復(fù)雜的，其數(shù)值也很大，如果某個環(huán)節(jié)（如設(shè)計或運行）考慮不同， 有可能造成雙螺栓管夾損壞。因在整個使用期限內(nèi)，這種循環(huán)的次數(shù) 多不超過十萬次，故稱這類疲勞為“低周疲勞”，也因在這循環(huán)下產(chǎn)生了大的應(yīng)變，也稱“應(yīng)變疲勞”。

2、低周疲勞的 征簡介

在高速轉(zhuǎn)動機械的應(yīng)力疲勞問題的計算中，因應(yīng)力水平不算太高，交變循環(huán)應(yīng)力是在彈笥范圍內(nèi)，因而可以進行無限壽命設(shè)計。在低周疲勞狀態(tài)下，因應(yīng)力水平比較高，其應(yīng)變往往進入塑性區(qū)；又由于其頻率很低，雙螺栓管夾塑性滑移可以得到充分發(fā)展， 容易形成裂紋。這樣，它 不能進行無限壽命設(shè)計，而是根據(jù)使用上的需要，預(yù)先確定一個 循環(huán)次數(shù)作前提。

在應(yīng)力疲勞問題的計算中，雖然要考慮各種應(yīng)力的綜合用用，但是雙螺栓管夾可以采用彈性應(yīng)力集中系數(shù)來考慮。在低周疲勞狀態(tài)下，由于大應(yīng)變使應(yīng)力與應(yīng)變不服從線性關(guān)系，所以 要用“應(yīng)變集中”這個新物理量作為試驗研究或計算的控制變量。在應(yīng)變集中的情況下，有時也用應(yīng)變與彈性模數(shù)來表示應(yīng)力，這只是個“虛擬”的應(yīng)力，只是為了研究的習(xí)慣而己。

                                       

 

在應(yīng)力疲勞的無限壽命計算中，對應(yīng)力的限定是來用疲勞強度。在低周疲勞的有限壽命設(shè)計中，雙螺栓管夾通常是采用“許用應(yīng)力范圍”這悠閑的強度概念。

在應(yīng)變疲勞狀態(tài)下的應(yīng)變集中區(qū)，強烈地影響位錯密度及分布，使 有利方向的晶粒產(chǎn)生滑移，反復(fù)的滑移逐漸發(fā)展成微小的穿晶裂紋。裂紋形成后，在交變應(yīng)變的繼續(xù)作用下，裂紋不斷擴展， 因有效斷面逐漸縮小，導(dǎo)致短時過載產(chǎn)生泄漏或破裂。 別對于有內(nèi)部缺陷或早期損傷的部位，雙螺栓管夾交變的大應(yīng)變將引起位錯密度與遷移成指數(shù)增長，導(dǎo)致快速破壞。低周疲勞的裂紋只發(fā)生在應(yīng)變集中的微觀區(qū)域，所以破壞后元件沒有明顯的宏觀塑性變形。一般元件由于造成斷裂原因的復(fù)合性，所以斷口的外觀形貌有時 不那么典型。

3、低周疲勞的幾種驗標(biāo)方法簡介

在電力生產(chǎn)的初期，人們沒有 別注意低周疲勞問題，這類事故開始發(fā)生。當(dāng)大容光煥發(fā)量參數(shù)機組的出現(xiàn)，雙螺栓管夾應(yīng)力計算方法的逐漸準(zhǔn)確，設(shè)計工作應(yīng)力的提高，強度較高的鋼種的使用， 別是核動力裝置的應(yīng)用，低周疲勞問題逐漸為人們所重視，因而普遍開展了低周疲勞的研究，而且雙螺栓管夾逐漸疲勞分析驗算列入管道的設(shè)計中必須計算的項目之一。

 

 

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