不銹鋼壓力管道系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)裝置的重要組成部分，它同壓力容器一樣都是具有爆炸危險的特種承壓設(shè)備，在石油、化工、能源、冶金、醫(yī)藥、航天技術(shù)等工業(yè)領(lǐng)域及城市燃?xì)狻⒐嵯到y(tǒng)中，擔(dān)負(fù)著輸送易燃、易爆、高溫、腐蝕、有毒等介質(zhì)的重要任務(wù)，其完整性直接關(guān)系到生產(chǎn)的順利進(jìn)行和人民生命財產(chǎn)的安全。壓力管道一旦發(fā)生泄漏或斷裂將有可能引發(fā)爆炸、燃燒、中毒等重大事故，不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，破壞社會生產(chǎn)，嚴(yán)重的還會威脅人員的生命安全，甚至破壞生態(tài)環(huán)境。根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的統(tǒng)計,1998年由于不銹鋼壓力管道爆炸和出現(xiàn)嚴(yán)重事故而導(dǎo)致死亡 29人，傷149人，直接經(jīng)濟損失 207.97萬元；1999年同樣原因?qū)е滤劳?7人，傷60人，直接經(jīng)濟損失603.99萬元；2006年1月18日2時36分，北京市海淀區(qū)首體南路，北京某大廈熱力站發(fā)生一起壓力管道嚴(yán)重事故，造成2人死亡；2007年2月12日8時45分，中國石油化工股份有限公司某分公司發(fā)生一起不銹鋼壓力管道爆炸嚴(yán)重事故，制氫裝置脫碳工段低壓蒸汽發(fā)生器的16#出口管線至再沸器人口段工藝管線的第一個90°彎頭肋部發(fā)生爆裂，并引發(fā)大火；2007年6月9日10時20分，新疆烏魯木齊某食品有限責(zé)任公司發(fā)生一起不銹鋼壓力管道重大事故，事發(fā)時，該公司冰激凌生產(chǎn)車間一線隧道氨氣回氣管道彎頭處發(fā)生泄漏，造成1人死亡，25人受傷。
在眾多的超高壓不銹鋼管道事故中，有相當(dāng)多的事故是由不銹鋼彎管的承載能力不足和超高壓不銹鋼彎管的疲勞開裂引起的。超高壓管道工況復(fù)雜，結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量得不到保證，在管道表面存在較多的缺陷，也是引起壓力管道事故的重要原因。長期以來，不銹鋼彎管加工成型時凸邊管壁受拉減薄或開裂、凹邊管壁受壓增厚或起皺，以及管道截面扁平形變問題一直未能完美解決，加之其高溫、高壓的不利工作環(huán)境，疲勞開裂的可能性比直管更大。
超高壓不銹鋼彎管是超高壓管道系統(tǒng)中的常用部件，用于改變管線方向。與直管相比，其幾何形狀復(fù)雜，同時由于實際生產(chǎn)中受制造工藝的影響，又存在壁厚不均勻及截面橢圓化等缺陷，使得彎管受力狀況更為復(fù)雜，不僅承受內(nèi)壓載荷，還承受軸向力、彎曲及扭矩等載荷的作用，往往成為管系中的危險部位。而且，使用中的彎管內(nèi)介質(zhì)流速高，介質(zhì)對彎管管壁沖刷引起的減薄及腐蝕性介質(zhì)對管壁腐蝕產(chǎn)生的凹坑，均增加了彎管發(fā)生塑性破壞的機會，使其成為管道中的薄弱環(huán)節(jié)，同時降低了管道整體的承載能力，為泄漏及爆破等管道事故埋下了隱患。所以，彎管質(zhì)量的好壞與承載能力的高低將直接影響到整個管系的完整性及安全運行。彎管除了用作為改變介質(zhì)流動方向外，還起到提高管路柔性，緩解管道振動和約束力，對熱膨脹起補償?shù)茸饔谩！?/span>
不銹鋼彎管使用極為廣泛，所采用的材料及制造方法也呈現(xiàn)多樣化。然而，彎管應(yīng)力分布尚為人們所忽略，在決定彎管的結(jié)構(gòu)尺寸時，一般將其近似地看作為受內(nèi)壓作用的直管或容器來處理。不考慮在實際運行中的管件，由于壓力、溫度的波動，流體的流動方向改變所產(chǎn)生的離心力，以及幾何尺寸、制造、安裝及其他種種因素所造成的外加載荷的作用的影響。也就是說，彎管除了受內(nèi)壓作用外，還可能受到來自各個方向的力和力矩的作用，以及各種管道支架的支反力的作用等，因此，彎管所受到的載荷工況是比較復(fù)雜的，對含半橢圓表面裂紋缺陷的高壓彎管，由于缺陷的存在，管件的受力更加復(fù)雜。為了保證超高壓管道安全、高效的運行，必須對超高壓不銹鋼彎管及含半橢圓表面裂紋缺陷的高壓不銹鋼彎管的力學(xué)行為深入研究，從而為超高壓彎管的安全評估提供有力的依據(jù)。
傳統(tǒng)的設(shè)計不銹鋼彎管的方法要求結(jié)構(gòu)內(nèi)的最大應(yīng)力小于材料的許用應(yīng)力，但在用壓力管道由于整體減薄、沖蝕減薄或其他原因，往往不能滿足設(shè)計準(zhǔn)則的要求。為了充分發(fā)揮管道的承載能力，在保證系統(tǒng)安全運行的前提下，可以適當(dāng)放寬對管道內(nèi)應(yīng)力的限制，允許管道發(fā)生局部的塑性變形，以達(dá)到延長使用周期、降低維護(hù)費用的目的。
