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新型防腐螺旋钢管钢材料的利用

浏览:136 发表时间:2020-06-22 15:32:07

  人类进入21世纪,能源问题仍旧是世界各国面临的主要问题。作为人类获取能源的主要形式之一—水力发电,由于水资源清洁、高效、环保、可持续利用等优点备受世界各国青睐。近一个世纪以来,科学技术日新月异,有力地推动了世界各国水电事业的迅猛发展。大批大型、超常规及抽水蓄能水电工程的兴建、新型防腐螺旋钢管钢材料的利用,使得作为水电工程结构的重要组成部分—输水压力管道的规模日趋巨型化、超巨型化〔压力管道的规模常用水头H(m)与管道直径D(m)的乘积HD值来衡量,HD>500mm为大型,HD>1200mm为巨型HD>3000m.m为超巨型,防腐螺旋钢管管道的刚度相对越来越柔,厚度相对越来越薄,成为典型的薄壳结构。建的某水电站压力管道施工现场。

  这种结构在施工及运行过程中,一般强度设计要求比较容易满足,但对大型薄壳结构的稳定性问题一直是难以消除的结症。正常情况下压力管道承受内水压力,但在施工或非常工作状态下会承受很大的外部压力,如灌浆压力、突然停水时的负压力、邻近输水系统漏水时传递过来的渗透水压力等。这些外部压力都容易使压力管道这种薄壳结构失稳破坏。在国外,如美国最大的抽水蓄能电站 Bath County水电站,1985年投入运行,其中一条隧道发生渗漏,滲透压力压曲了邻近的一条管道;加拿大的 Kemano、巴西的Nilo- Pecanha等水电站压力管道也都发生过严重的失稳屈曲破坏。在国内,湖南镇水电站压力管道发生了灌浆失稳破坏;黄龙滩水电站引水钢管发生了失稳破坏;云南绿水河水电站灌浆时1号斜井钢管发生的失稳破坏,屈曲波及范围达181m,第二次充水试验后3号隧洞发生钢衬失稳破坏长达l01m;广东泉水水电站钢管发生大面积失稳,屈曲范围长达204m,最大鼓包高达45cm,在整个破坏段中出现3个断口,等等。这些管道一旦失屈曲破坏不仅额外增加了修建费用,而且使水电站停止运行,在经济上造成更大损失。因此,压力管道抗外压稳定问题引起了人们的普遍关注。开展压力管道外压稳定性研究,建立科学有效的分析设计理论势在必行。国内外水电工作者在压力管道设计分析理论方面做出了很大成就取得了一系列成果,但这些理论已不能满足日益发展的压力管道工建设的需要,主要表现在:加肋压力管道在地下受力状态下失稳分析的数学、物理模型及破坏机理不太准确;现有的分析理论在简单的二维模型下给出简化的计算公式,不能完全描述真实的力学持性,目前的计算理论与方法不太适宜,应寻求新的科学、有效的计算方法。缺乏实验研究,应加强实证研究以验证假设的计算理论、模型及计算方法的可靠性。

  基于此,拟通过模型试验研究、理论分析研究及计算模拟研究等方面开展工作,清地下压力防腐螺旋钢管管道在外压作用下的失稳破坏机理;在正确的物理模型下给出严谨的数学模型,建立科学的分析理论与方法;借助现代数字模拟措施,建立可靠、有效的计算与设计手段,满足水电站建设的2压力管道研究历史与现状,国内外压力管道一般问题研完杋况水电站压力管道的研究可分为理论研究与应用研究两部分。理论研究主要集中在实验研究、分析理论研究、计算方法研究等。而应用研究主要体现在材料与结枃形式研究、材料加工与施工工艺研究、运行管理及原型观測研究等方面。理论研究为应用研究打下了基础,应用研究又为理论研究提出新的研究目标。近一个世纪以来,两方面研究互相影响,又互相促进。本书重点进行理论研究、计算方法研究及实验研究压力防腐螺旋钢管管道理论研究经历了由简单到复杂、由粗糙到严谨的发展过程。


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