客户如何在设计过程中将冲击和疲劳荷载考虑在内?

管道中出现冲击和疲劳,是由于泵关闭或快速操作阀门等正常操作所致。由于液体不可压缩,所以这种现象经常出现在配水总管和污水泵送总管中。

冲击指短期内压力上升,超过工作静压。这通常是因为水冲击作用所致,即在操作泵和阀门时,管道内的流体速度突然变动,进而导致流体压力升高。随着速度逐渐稳定,流体压力恢复至工作静压。大量试验已经证实,聚乙烯100管材可在下列冲击条件下使用;

总体使用系数

典型应用

冲击压超过最大工作压力(MOP

1.25

50%

1.6

气体

100%

疲劳与长期重复操作泵和阀门导致压力循环变动有关,但这些情况发生的频率和幅度才是至关重要的。在这种情况下,线性累积损伤理论(Miner规则;ISO 13760)适用。

高硬度聚乙烯100管材引入后,很少(如有)有报告称这类管材在冲击和疲劳的情况下性能出现问题。大量实验室试验给上述经验证据以有力支持。高硬度聚乙烯100管材不会出现疲劳现象,并能承受远远大于MOP的冲击压,而不会发生损坏。

英国的参考文件‘Water Industry Guidance Not'(IGN 4-37-02)要求在疲劳荷载条件下工作时,聚乙烯100管材的等级不得降低。此外,聚乙烯100材料最大可承受两倍于MOP的冲击,而无需降低额定值。

建议针对存在冲击和疲劳情况的管道,进行详细的冲击分析,以确定最大冲击压。随后,再参考IGN 4-37-02中的设计曲线进行简单计算。

参考资料

UK Water Industry Information & Guidance Note IGN 4-37-02, March 1999, Issue WRC plc. Marshall G.P., Brogden S: Pipeline Dev Ltd, Shepherd M.A.: Thames Water Utility Ltd. Evaluation of Surge and Fatigue Resistance of PVC & PE Pipelines Material for use in the UK Water Industry

Created Sunday 08 February 2009


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