直埋保溫管道的失效分析
對(duì)于大管徑直埋保溫管道，在設(shè)計(jì)中除了進(jìn)行管道強(qiáng)度的計(jì)算外，還應(yīng)對(duì)管道的安全狀態(tài)進(jìn)行分析，考慮管道可能出現(xiàn)的失效變形。直埋保溫管道的失效包括強(qiáng)度失效與穩(wěn)定失效兩個(gè)方面。
強(qiáng)度失效
（1）無限塑性流動(dòng)。由于內(nèi)壓作用而產(chǎn)生的一次應(yīng)力超過屈服應(yīng)力時(shí)，管壁會(huì)產(chǎn)生較大的塑性變形，出現(xiàn)無限的塑性流動(dòng)，引起管道爆裂或斷裂。
（2）循環(huán)塑性變形。在直埋保溫管道中，溫度應(yīng)力起決定性作用。當(dāng)溫度變化較大而熱脹變形又不能完全釋放時(shí)，升溫過程會(huì)使管壁因軸向壓應(yīng)力而產(chǎn)生軸向壓縮塑性變形；降溫過程則會(huì)使管壁因軸向拉應(yīng)力產(chǎn)生軸向拉伸塑性變形。在管道的使用期內(nèi)，由于循環(huán)變化的壓力和溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力超過2倍的屈服應(yīng)力時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生循環(huán)塑性變形。
穩(wěn)定失效
當(dāng)直埋保溫管道處于受壓狀態(tài)時(shí)，可能出現(xiàn)2種失穩(wěn)破壞。
（1）整體失穩(wěn)。從整個(gè)管線看，管道屬于管道件。當(dāng)熱脹變形不能完全釋放時(shí)，運(yùn)行工況下的軸向壓力大，由于壓桿效應(yīng)，可能引起管線的整體失穩(wěn)；（2）局部失穩(wěn)。從管道局部看，管道屬于薄殼體。在軸向應(yīng)力的作用下，管道可能出現(xiàn)局部皺結(jié)，引起局部失穩(wěn)；（3）橢圓化變形。橫斷面上的土壤荷載和交通荷載也會(huì)使管道界面產(chǎn)生橢圓化變形，過大的橢圓化變形也會(huì)使管道產(chǎn)生破壞。
