绪论： 失效机理：1 材料： A 塑性失稳 B 断裂 C 应力腐蚀开裂 D 氢致开裂 E裂纹的动态扩展 2 结构 --丧失稳定性 A 塑性失稳： 由于变形引起的截面几何尺寸的改变导致的丧失平衡的现象 B断裂：由裂纹的不稳定扩展造成的，裂纹残生的原因：制造--焊缝，母 材缺陷（气孔，夹渣，未焊透，分层）施工--机械损伤（表面划度，凹坑）运行 --腐蚀环境C 疲劳：材料在交变作用下的破坏，原因：内压变化--间歇输送，正反输送，输气：外力变化--风载荷（跨越管段） ，卡曼涡游震动（悬空管段），埋于公路下未夹套管管道D 应力腐蚀开裂：基本条件：局部环境，敏感援建：应力条件：114MM--1067MM ， t：3.2MM--9.4MM 强度等级241μPa--480μPa 电阻焊 :双面埋弧焊E氢致开裂 :H2S--酸性环境 ,腐蚀产生氢侵入钢内而产生的裂纹. F:裂纹的动态扩展，输气管道特有的现象，脆性断裂：平断口，塑形区尺寸小，低韧性，多焊接缺陷，延性断裂：宏观塑性变形大，焊缝母材的缺陷部位止裂原理：止裂还是快速，持续扩展，取决于裂纹的扩扎速度V1，馆内介质在管道破裂的时候的减压波的速度V2， V1＞V2 是快速扩展，V1＜V2 止裂。
减压波380--440MM/S 油1500MM/S 管道的结构失稳：1 轴向载荷 --轴向失稳 2 外压 --径向失稳 3 弯曲 --径向失稳 4 联合载荷--径向失稳地下管道：地下敷设的好处：施工简单，占地面积小，节省投资，埋于地下的管道容易保护，不影响交通和农耕，因此被长距离油气管道和矿场集输管道普遍采用1：地下敷设管道的埋设深度综合考虑农耕深度，地面负荷，热油管你到对土壤保温与约束等因素，一般情况下管顶覆盖土层厚度为1--1.2M ，热油管道管顶埋深取为1.2M，管道顶部距铁轨不小于1.3M距公路不小于1M，管道埋在略低于冰冻线处2：当要求管道平面走向或高度发生变化时，采用弹性敷设或弯头3：弹性敷设是利用管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形来改变管道的走向或适应高程的变化4：弯头：可分为煨制弯头和推制弯头弯头强度应与相邻段一致，弯头任何部位不得出现皱折，裂纹和其他机械损伤，任何部位管径减小不得超过管子外径的2.5%，以保证安全运行和清管器通过，在地下弯头的两侧一定位置有时采用固定支墩进行保护5：永久载荷：施加在管道上不变的，其变化与平均值相比忽略不计，变化是单调的并趋于限值的载荷。
可变载荷：施加在管道结构上由人群，物料，交通工具引起的使用或占用载荷偶然载荷： 设计使用期内偶然出现或不出现，其数值很大， 可持续时间很短的载荷6：环向应力：由管道输送介质的内压产生内压是影响管道强度的主要作用载荷（分环向应力和轴向7： 根据地区不同： 输气管道的强度设计取不同的设计系数，一级 0.72， 二级 0.6，三级 0.5 四级 0.48：地下管道中由温度变化产生的应力--管道热应力热应力的大小与管道的截面积和长度无关，仅与管材的性质，管道温度和约束条件有关9：管道出现温度变化的主要原因：管道在敷设施工时的温度由外部气温决定，在运营过程中由输送产品的温度决定，两者之间必然存在差别，不可避免在管道运行过程中产生应力或伸缩变形10：地下管道产生轴向应力的原因--温度变化和环向应力的柏松效应11：地下管道应力应变的特点：当沿管道周围的摩擦阻力之和大于管道的热伸缩力时，管道在土壤中处于嵌固状态，这种情况下管道热应力由1-18 算，绝大部分埋地管道都处于这种状态11：为防止因管道热胀冷缩挤涨设备，阀门，弯头而造成变形破坏，在地下管道出土进入泵房或阀室的地方和某些地下管道弯头两侧，需要设置固定支墩加以保护。
12：支墩的作用是限制管道的热伸长量支墩按型式分为托式支墩和预埋式支墩13：简单弯曲情况--埋在土壤中的管道相对于土壤既不能作轴向位移，也不能做横向位移 管道允许的弯曲半径：由管道金属材料的许用弯曲应力确定14： 管道发生下沉会在管道上产生两种新的应力：1 是由管道偏离原来的直线位置产生弯曲，从而产生新的弯曲应力二是由于管道弯曲而使管道的长度有所增加而产生的拉伸应力15:弯头和弯管所能承受的温度和压力应同相邻的直管段一致15：应力缩减系数：弯管外弧环向应力比直管环向应力的减小倍数16：轴向应力的特点：弯管在内压作用下其轴向应力和直管相等17：直管有较大柔性的原因：主要由在直管弯曲半径方向，管子截面上出现了扁率这个扁率首先是由于弯管制造上的原因，另一个形成原因来自热胀而产生的弯矩产生偏率后， 柔性增加，刚度减小18：弯管的应力增强系数是指弯管在弯矩作用下的最大弯曲应力和直管同样弯矩时的最大 弯曲应力之比19：管道三通制造形式：热冲压法：主要用于小口径管道由两个冲压成型的零件焊接成的冲压焊接三通以及专门的补枪圈和无补枪圈的焊接三通补强原则等面积补强法20：三通分为等径三通，和不等径三通：三通由两个圆柱壳体呈直角的组合件，用于主管与支管的连接21：三通补强的原因;由于三通处曲率半径发生突然变化以及方向的改变，为了保持主支管接管处的变形协调，必将致在主管接管处出现相当大的应力集中现象。
常可比完整管道的应力高出 5 到 7 倍但这种应力集中现象只发生在局部区域，离接管处稍远就很快衰减，只要将接管处的主管或直管加厚，或采用补强的方法便可降低峰值应力，满足强度要求22：三通补强的方式：只要将接管处的主管或支管加厚，或二者同时加厚，或采用补强的方 法，便可降低峰值要求，满足强度要求23：当前各国有关规定中的开孔补强设计计算方法，主要有等面积法，极限分析法和安定性理论24：管壁上任意一点的应力状态：1 环向应力：由管道的内压产生，再有外压的情况下，管道外压也引起环向应力2 轴向应力：内压，外压，热膨胀以及其他力和弯矩都可能产生轴向应力25：当管道温度变化时，地下管道中的弯管段将受到热胀弯矩的作用而发生横向位移26：纵向弯头有两类：1 弯头顶朝下，曲率中心在上2 弯头顶朝上，曲率中心在下27：非套管管道穿越设计要求：1 对管道上方土壤，公路表面或铁路路基以及动荷载有足够支撑 2 足够的刚性，这样管道不会出现过度压扁3 足够强度，不会发生因管道内外部压力作用而发生管子断裂28;荷载计算：包括管道内压，土壤荷载，地面车轮荷载29：为了管道的安全，规定管道允许的最大变量不得超过钢管外径的3% 30：在结构可靠性的一般理论中，为了正确描述结构的工作，必须明确规定结构安全适用和失效的界限，--这种界限称为结构的极限状态地上管道1：地上敷设的优点：不影响土壤环境，不受地下水位的影响，检修方便，发现和清楚事故容易，缺点，管道直接设置在空气中，对非常温管增加了热冷能量的损失，限制了通道的高度，不美观1:地上管道和地下管道的载荷受力差异：1 地下管道受的是永久载荷（主要输送介质的内压力） ，可变载荷（主要是试运行时的水重量），偶然载荷。
2 地上管道受的是垂直载荷（包括管道自重，保温结构重量，管内输送介质重量，管内附件重量），横向水平载荷（横向水平载荷主要是风载荷） ，轴向水平载荷（管道的轴向摩擦力，管道内压引起的不平衡轴向力，补偿器的反弹力）2：地上敷设管道的支撑形式：按支架高低分（低支架敷设，中支架敷设，高支架敷设，沿 墙敷设），按管架的结构形式分类（独立式管架和组合式管架），按支架对管道的约束形式分类（固定支架，活动支架）按管道的跨越形式分类3：1 在固定支架处，管子焊在固定支架上，管道与管架之间不能发生相对位移2：两个固定支架之间的若干管架，只作为管道支撑，而不约束管道的热胀性，管道与支架之间可发生相对位移，称为活动支架4：架空管道的载荷根据作用方向不同分为：垂直载荷，横向水平载荷，轴向水平载荷5：管道跨度：两支撑间的距离管道跨度按管子的强度和刚度条件确定1 按强度条件确定管道的最大允许跨度：在外载荷作用下，管道截面上产生的最大应力不得超过管材的许用应力，以保证管道强度方面的安全可靠2 按刚度条件确定管道跨度：管道在一定的跨度下总有一定的挠度，根据对挠度的限制所确定的管道允许跨度管道跨度的大小取决于管材的强度， 管子截面刚度外荷载的大小，管道敷设的坡度以及管道允许的最大扰度，通常由刚度和强度两个条件决定6：柔度系数：正负号，按位移和作用力的方向来确定j 方向的单位力在i 方向产生的位移，其正负号按位移和作用力的方向来确定。
二者方向一致为正，相反为负7：补偿器：管道的热应力与管道的弹性有关在温度较高的管道系统中，一般采取某种形式的补偿， 以增加管道的弹性，减小热胀效应， 这种能减小热应力的伸缩装置或弯曲的管段称为补偿器8:补偿器分类：按形成原因：自然补偿器（由于工艺需要，在布置管道时，自然形成的弯曲管段包括L 型， Z 型） ，人工补偿器（专门设置的用来吸收管道热膨胀的弯曲管段和收缩装置，包括TT型或波纹型，填料函式）9：管路上设置弯曲管段的结构形式：L型， Z型， TT型， π型10：补偿器的设计计算方法：弹性中心法，简化计算方法，图解法，计算程序法11：当管线需要跨越很大的跨度时，可采用小垂度悬索管线，常见悬索管线组成：管架，悬索，吊架，调节件，固定索线的金属夹具，管架柱，斜拉杆及锚板12：拱形管道是利用拱管本身的刚度跨越铁路，公路，河流等障碍区的一种大跨度的管道跨越敷设方式，特点：拱管内部供输送介质，拱管本身作支撑结构立式储罐罐壁强度设计1. 大型化油罐特点：节省钢材、节省投资、占地面积小、便于操作管理、节省管线及配件2. 大型化过程中遇到的问题：1.强度越高，断裂韧性越低2.钢板越厚，在焊缝热影响区异产生裂纹3.钢板强度等级越高，可焊性越低4.壁厚比罐径越小，刚性越低， 抗风载荷能力下降 5.抗震能力设计及措施（钢油罐承载能力要求+足够稳固的基础）3. 油罐选材要求：强度要求可焊性要求冲击韧性要求4. 钢油罐分类： 1.根据其形状立式圆柱形卧式圆柱形特殊型油罐2 按材料分a 金属 b 非金属 3. 按埋设方式地上地下半地下5. 钢油罐承载能力的基本要求：1 足够的强度， 足够的抵抗断裂的能力，足够的抗风载荷的能力，足够的抗震能力，油罐要有足够稳固的基础6. 卧式圆柱形油罐特点容积小承压高易于运输有利于工厂化制造受力状况好降低油品蒸 发消耗缺点施工困难应用：储存需要量不大的油品球形罐被用于储运液化气及挥发物质的储存7. 立式圆柱形钢油罐有底板。
壁板灌顶及一些油罐附件组成，其管壁部分的外形为母线垂直底板的圆柱体8. 立式圆柱形钢油罐根据其顶部结构分为：浮顶油罐拱顶油罐内浮顶油罐锥顶油罐无力矩油罐9. 横焊缝主要包括搭接、对接、混合10. 罐壁受力：储液静压力边缘应力边缘应力：剪力、弯矩是由罐底约束罐壁的边缘变形产生的，同时有相反的力矩和剪力作用在罐底板上，这种效应就是边缘效应11. 薄膜理论：对于壳体很薄，具有连续几何曲面，边杰支撑自由客体弯曲应力与中间面的拉应力相比可以忽略不计，认为壳体外载荷只是有中间面的应力束平衡，这种处理方法就叫12. 罐壁开孔补强的原因：在罐壁上开孔后将会在孔附近产生应力集中，其峰值会达到罐壁基本应力的3 倍，甚至更高 这样的局部应力，再加上开孔结构在制造过程中可能在孔口造成疲劳破坏或脆性裂口，使孔口撕裂方法：补强金属直接焊在孔的附近原则：等面积补偿法13. 罐壁边缘应力的位置：罐壁与底板连接处壁厚突变处14. 对有关于底板连接处应力分析的基本假设：1.油罐充液后， 罐壁上不在内压作用下可以自由变形 （径向），但下部再罐壁与罐底连接处，因受罐底约束， 此处罐壁的径向位移为零；2.在油罐载荷作用下，罐底板L长的距离离开了基础。
15. 油罐壁的变形可以看做是静水压力下罐壁的自由变形和在罐底收的约束力作用下管壁变形的叠加16. 罐壁边缘应力的原因：在连接处的径向位移ΔR与壁厚 δ成反比17. 边缘效应：罐壁收到静水压力的作用将沿向发生变形，在罐底和罐壁的连接，由于罐底对罐壁。