9.4 管道的位移应力

9.4.1 计算管道上各点的力矩时，应采用从安装温度到最高温度或最低温度的全补偿值，并可用本规范附录B表B.0.2中的线膨胀系数和本规范附录B表B.0.1中在安装温度下管道材料的弹性模量。
9.4.2 各点当量合成力矩的计算，应符合下列规定：
    9.4.2.1 计算点在弯管和各类弯头上时：
        (1) 平面内、平面外弯曲，取不同的应力增大系数时，应根据弯管或弯头的力矩(图9.4.2-1)，并按式(9.4.2-1)计算其当量合成力矩。

M_E＝[(i_iM_i)²＋(i_oM_O)²＋M_t²]^0.5      (9.4.2-1)

式中 M_E——热胀当量合成力矩(N·mm)；
     M_i——平面内热胀弯曲力矩(N·mm)；
     M_O——平面外热胀弯曲力矩(N·mm)；
     M_t——热胀扭转力矩(N·mm)；
     i_i——平面内应力增大系数，见附录E；
     i_o——平面外应力增大系数，见附录E。
        (2)当平面内、平面外弯曲均取相同的应力增大系数i，即取平面内、平面外应力增大系数两者中的大值时，应按弯管或弯头的力矩(图9.4.2-2)，并按式(9.4.2-2)计算其合成力矩。

M′_E＝(M_X²＋M_Y²＋M_Z²)^0.55      (9.4.2-2)

式中 M′_E——未计入应力增大系数的合成力矩(N·mm)；
     M_X——沿坐标轴X方向的力矩(N·mm)；
     M_Y——沿坐标轴Y方向的力矩(N·mm)；
     M_Z——沿坐标轴Z方向的力矩(N·mm)。

图9.4.2-1 平面内、平面外应力增大系数取不同值时弯管或弯头的力矩

图9.4.2-2 平面内、平面外应力增大系数取两者中大值时弯管或弯头的力矩

    9.4.2.2当计算点在三通的交叉点处时：
        (1)平面内、平面外弯曲取不同的应力增大系数时，应按三通的力矩(图9.4.2-3)，并按式(9.4.2-1)计算各连接分支作用在三通交叉点的合成力矩。
        (2)平面内、平面外弯曲均取相同的应力增大系数i，即取平面内、平面外应力增大系数两者中的大值时，应按三通的力矩(图9.4.2-4)，并按式(9.4.2-2)计算各连接分支作用在三通交叉点的合成力矩。

图9.4.2-3 平面内、平面外应力增大系数取不同值时三通的力矩

图9.4.2-4 平面内、平面外应力增大系数取两者中大值时三通的力矩

注：①上图中力矩位置仅为示意的，应取作用于三通各分支交叉点的力矩。
②每个三通交叉点处的3个合成力矩，分别用于计算应力。
③上述计算也适用于其他型式的支管连接。
    9.4.2.3当计算点在直管上时，计算当量合成力矩中的应力增大系数应取1，并应按第9.4.2.1款的公式计算。
9.4.3截面系数的计算应符合下列规定：
    9.4.3.1直管、弯管、弯头、等径三通的主、支管及异径三通的主管的截面系数，应按式(9.4.3-1)计算。

式中 D_o——管子外径(mm)；
     D_i——管子内径(mm)；
     W——截面系数(mm³)。
    9.4.3.2异径三通支管的有效截面系数，应按式(9.4.3-2)计算。

W_B＝π(r_m)²t_eb      (9.4.3-2)

式中 W_B——异径三通支管的有效截面系数(mm³)；
     r_m——支管平均半径(mm)；
     t_eb——三通支管的有效厚度，取T_tn和i_it_tn二者中的较小值(mm)；
     T_tn——主管名义厚度(mm)；
     t_tn——支管名义厚度(mm)。
    注：T_tn和t_tn应取相配主管和支管的名义厚度。
9.4.4计算管道位移应力范围应符合下列规定：
    9.4.4.1当平面内、平面外弯曲采用不同的应力增大系数时，对于异径三通支管或其他组焊型式的异径支管连接点处的位移应力范围，应按式(9.4.4-2)计算，其余管道组成件(部位)处的位移应力范围应按式(9.4.4-1)计算。

式中 σ_E——计算的最大位移应力范围(MPa)。
    9.4.4.2当平面内、平面外弯曲采用相同的应力增大系数时，对于异径三通支管或其他组焊型式的异径支管连接点处的位移应力范围，应按式(9.4.4-4)计算，其余管道组成件(部位)处的位移应力范围应按式(9.4.4-3)计算。

    式中 i——应力增大系数。
9.4.5管道位移应力范围的评定标准，为控制管道计算的最大位移应力范围σ_E，必须符合式(9.4.5)的规定。

σ_E≤[σ]_A      (9.4.5)

    式中许用的位移应力范围[σ]_A，应符合本规范第3.2.7条的规定。