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压力管道开孔处为何易损坏?四方面原因解析

2026-01-19

在承压管道系统中,开孔处往往是故障高发区域。为什么看似简单的开孔会成为薄弱环节?本文从四个方面为您详细解析。


一、结构完整性被破坏


管道原本是连续圆筒形结构,受力均匀。开孔相当于在完整结构上挖掉一块,破坏了原有的受力平衡。开孔边缘从全面受力变成局部承载,就像木板挖洞后,洞口周围更容易开裂一样。这种结构突变使开孔处成为应力集中点,承载能力显著下降。


二、应力集中现象加剧


开孔处易形成应力集中,应力值可达管道本体的数倍。如果开孔不规范,如用焊条直接开孔、边缘有毛刺、棱角尖锐、圆角过小,或者焊接时产生未焊透、裂纹等缺陷,会进一步加剧应力集中现象。这些缺陷在高压作用下会快速扩展,导致管道失效。


三、腐蚀与疲劳双重作用


开孔处常安装支管、导淋、阀门等部件,存在焊接接头或密封面。腐蚀介质易在缝隙处滞留,引发点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀。同时,管道起停时的压力波动使开孔处产生反复形变,长期作用下会产生疲劳损伤。腐蚀与疲劳的叠加效应,大大缩短了开孔处的使用寿命。


四、补强结构缺陷


若开孔尺寸偏差,补强结构焊接不当或未按规范进行热处理消除焊接应力,会让开孔处成为薄弱环节。在长期压力、温度变化、循环载荷作用下,这些缺陷会逐渐扩展,最终导致开孔处率先失效。


压力管道开孔处易损坏的根本原因在于结构完整性破坏、应力集中、腐蚀疲劳叠加以及补强结构缺陷。在实际工程中,应严格按照规范进行开孔设计、加工和焊接,加强质量控制和定期检验,才能确保管道系统的安全稳定运行。


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