异径管应力分析

异径管在受压管道系统中是常见的重要部件,但对异径管问题的研究基本还是空白。通过理论分析对内压以及面内弯矩、扭矩作用下同心异径管、偏心异径管、异径弯管的应力进行了研究,通过有限元数值分析和实验进行了验证。

　　主要工作有:

　　1、推导了内压作用下异径弯管的环向应力公式和经向应力公式。在相应的结构参数条件下,异径弯管的环向应力公式可以转化为同心异径管、偏心异径管、或等径弯管的环向应力公式。在此基础上推导了异径管的极限压力式。异径管的极限内压由其大端截面控制。

　　2、推导了异径管的极限弯矩公式,异径管的极限弯矩由其小端截面控制。同心异径管、偏心异径管极限弯矩均相当于与小端口截面尺寸相同的直管的极限弯矩。异径弯管极限弯矩由与小端面尺寸相同的同心异径管、偏心异径管的极限弯矩作为基础项,再乘以弯矩系数。根据异径弯管弯曲系数的大小分为四个区间,弯矩系数分别按相应区间的回归式计算。

　　3、推导了异径管的极限扭限公式,异径管的极限扭矩均由其小端截面控制,相当于与小端口截面尺寸相同的直管的极限扭矩公式作为基础项,再乘以系数。同心异径管极限扭矩相对要比偏心异径管的极限扭矩略大一点,异径弯管大端面截面承受扭矩时的极限扭矩相对要比小端面截面承受扭矩时的极限扭矩小。在异径弯管承受端面扭矩作用上,还提出了一端的扭矩无法完全传递到另一端的概念,扭矩在传递中会逐渐转化为弯矩。90°弯管一个端面的弯矩既可由另一个端面的扭矩转化而来。

　　4、提出了同心异径管、偏心异径管和异径弯管的有限元模型建模法.

　　　  总结出应力分布或变形的特征:

　　(1)内压作用下同心异径管大小端的面积压力差产生的弯矩引起大端相对张开、小端相对收缩的现象;

　　(2)内压作用下偏心异径管偏心侧大端内表面及偏心侧中部外表面的环向应力。

　　5上述理论成果经过了有限元数值分析和实验验证。实验还表明,内压作用下环壳的弯曲半径和管截面半径均增大,而管壁厚变化很小。

双金属耐磨管的复合工艺***、稳定

     该耐磨管及弯头采用消失模真空吸铸复合工艺制造，即F法铸造，用该工艺制造的复合耐磨管具有以下特点：

其工艺简单，操作方便制作成品率高；

由于该工艺特点为，制模尺寸精度高，采用管内衬实型在管内通过高负压吸铸，因此产品，尺寸准确、密实度好。

用F法真空吸铸工艺批量生产双金属耐磨复合管及弯头，***均匀，性能稳定。不会出现、裂纹、气孔等现象。

抗热振性能好由于复合耐磨管内、外层的热膨胀系数相当，对于有高度急剧变化和经常变化的工况场合，不会出现内层碎裂，发生早期失效的现象。

离心铸造缺陷分析：

离心铸造合金钢管常出现的缺陷有：充型不完整，表面气孔，钢管表层夹砂，裂纹，试压渗漏，夹渣与渣痕，表面局部。

1、裂纹。钢管裂纹有纵裂和横裂。纵裂纹主要是由于合金在凝固时转速过高，往往伴随离心机振动较大时出现，生产中纵裂纹出现不多。

实际中横裂纹较多见，裂纹多靠管子一端，裂纹有时穿透管壁，严重者管子一出型就断开了。

2、试压渗漏。钢管在试压时，在表面出现大面积渗漏，呈现一片片泅水现象，造成报废。

3、充型不完整。在离心铸造钢管中充型不完整常有两种情况：一种是外型缺浇，管子未达到足够的长度；另一种是管子壁厚不均，在管子浇注的彼端壁较薄。此缺陷常发生于壁厚在8mm以下的薄壁钢管中，特别是长径比大的管子（L/D>15，L管长；D管径）。

4、表面气孔。在钢管表面局部存在气孔，直径为0.2mm~2 mm，深0.5mm~2mm，气孔分布的密度约为2~12个/ cm3 。呈现出很均匀的一片片的气孔。

5、钢管表层夹砂。在钢管表面局部出现粗糙麻面并稍有凸起，粗糙麻面有清晰的周边轮廓。严重时成为环带状夹砂。当去掉粗糙的钢表层后可见存在其中的薄涂料层即夹砂。夹砂部位经过1mm~2mm的加工即可去除。但它严重影响铸皮质量，如是非加工的钢管就很可能报废。这种缺陷多出现于挂涂料的钢管。

6、夹渣与渣痕。

夹渣，有时管子表面并未见有夹渣，经试压发现局部小面积渗漏，经剖破检验发现在漏水处管壁中存在夹渣，某厂生产镁罐筒曾出现过此现象。

7、表面局部毛刺。在靠近钢管的一端有时会出现毛刺。毛刺的直径为0.5mm~1 mm，高为2mm~3mm，每平方厘米内1根左右。这种现象常发生在涂料层较厚的情况下。

       工业耐磨管的磨损一直是影响安全文明生产的一个因素， 随着科学技术不断发展，材料也不断创新，相继出现铸石、铸钢、

合金、粘贴陶瓷等材料。其中管道内衬氧化铝陶瓷以其高耐磨性、高硬度、耐氧化、耐腐蚀性好和极高的耐高低温强度性能,已成为一种应用广泛耐磨材料，占据了世界特种陶瓷市场份额(耐磨材料)的80%左右。

       庆云辉顺机械配件有限公司生产各种耐磨耐热铸件，主要产品有双金属耐磨弯头、高铬铸铁耐磨管道、耐磨衬板。耐磨锤头。炉篦条、炉排等，欢迎广大客户前来订购。