市煤气管网由管道、配件和附属设备连接组成输气系统,它与建筑物一样,不可避免地受到自然界由温度变化所产生温差的影响和干扰。有时会造成管网的破坏,导致泄漏、中毒爆炸事故。人们对于地上架空管道温差影响有足够的认识,并采取补偿措施,消除温度应力,但对地下煤气管道影响往往被忽视。从上海地区各类煤气管道受温差影响情况的多年调查,发现温差不仅对地上煤气管道干扰较大,同时也不可避免地影响到地下煤气管道,有的已造成损坏。 本文就温差对地下煤气管道损害原因和对策措施作初步的探讨。 一、温差对煤气管道影响的主要表现为:管道轴向伸缩变化和由此产生的温差应力。 1、温差引起的管道轴向伸缩量可用下式表示:
△L=e△tL (mm) (1)
式中:△L——受温差影响管道的伸缩量
e——材料的线膨胀系数
L——受温差影响的管道长度(mm)
△t——温差(℃)
△t=t2-t1 式中:t1——变化前温度,
t2——变化后温度。
由上式可知,由温度变化引起管道的轴向伸缩量与管道的直径无关,但与管道的材质、长度和温度变化值(温差)有关。 2、因温差引起管道轴向伸缩产生的温度应力值可用下式来表示:
σ=E△te (兆帕) (2)
式中:σ——轴向拉压应力值(兆帕)
E——材料的弹性模数(兆帕)
△t——温差(℃)
e——材料的线膨胀系数(℃-1)
当管道安装相连呈固定并受约束状态时,由温差产生的管道轴向伸缩量受到阻碍而产生应力,在无法释放的条件对管道造成损害。 二、上海地区的地下温差及其对煤气管道产生影响。 1、地下自然温差对现状管道的影响: 根据上海市气象局提供近30年统计测量资料表明: 由于上海地区一年四季分明,地下温差值达到20℃左右,与大气温度变化不同的是,地下温差值随土层的深度不同而异,详见图-1。
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