基于无损检测的输油管道环焊缝缺陷安全评估

输油管道环焊缝开裂可能造成严重的威胁,但漏磁内检测技术难以精确识别及量化环焊缝缺陷。因此,基于漏磁内检测数据结果的适用性评价结果可能存在较大的偏差。为此,对比环焊缝缺陷无损检测结果,分析漏磁内检测环焊缝缺陷的尺寸量化精度,并基于无损检测的缺陷尺寸进行失效评估,结合管道实际运行压力,进行疲劳强度校核。评估结果显示无损检测识别的环焊缝缺陷均满足安全评定要求,不需要修复。     

油气管道环焊缝质量评价与缺陷修复方法研究

文中对大量环焊缝开挖检测数据进行了统计分析,对比了无损检测方法在现场应用的缺陷检出率和有效性,提出基于射线检测的环焊缝隐患排查是可靠且相对保守的,应同时采用P AUT和TOFD对危害型缺陷进行定量复核.结合环焊缝的缺陷特征、载荷条件等,选择合适的方法开展环焊缝质量评价,作为缺陷修复的依据.总结对比了国内外标准对环焊缝缺...     

油气管道多轮内检测数据对齐算法研究及应用

由于多轮内检测外部不确定因素和误差的共同作用,多轮间里程数据存在一定差异,难以实现管道缺陷的对齐,人工开展内检测数据对齐的工作量巨大。文中针对管道多轮内检测数据对齐算法展开研究,建立相关模型以提高数据对齐工作效率,分析了解管道动态,保障管道安全运行。将算法应用于在役天然气管道的三轮内检测数据,实现了球阀、管件、弯头、环焊缝、缺陷等特征向基线的对齐,对齐结果与基线偏差精确至0.01 m。     

锅炉管道三通焊缝裂纹分析及预防研究

文中通过对HG-1900/25.4-YM7型600 MW超临界变压运行直流锅炉管道三通焊缝裂纹进行缺陷分析,结合金相和硬度检测,确定主蒸汽管道三通两侧焊缝设计不合理、主蒸汽管道管系与支吊架布置是造成缺陷焊缝的主要原因。提出了预防措施方案,对锅炉启停进行应力分析,对锅炉钢材蠕变疲劳问题进行寿命估算,结合应力分析与寿命估算进一步改进焊接技术,全方位地加强对焊缝的检验。     

影响含有凹痕管道运行寿命的因素研究

国外管道设计标准普遍采用凹痕深度对管道凹痕是否需要修复进行评估,但是,很多满足标准中凹痕深度要求的凹痕仍会发生失效。因此,国外许多研究机构对含有凹痕的管道进行了大量的试验研究。通过比较现场和试验数据,并使用计算软件对管道的压力进行分析,试图从各个方面找出影响含有凹痕的管道运行寿命的因素。文中对此进行了总结,介绍了凹痕长度、凹痕深度、凹痕肩部坡度、凹痕尖度、管道几何形状、管道材料、运行压力、焊缝、壁厚变薄对管道上凹痕疲劳行为的影响。最后得出了结论．并提出建议。     

基于Workbench的含半穿孔油气管道疲劳寿命数值模拟

基于Workbench多场耦合分析平台Fatigue Tool模块对含半穿孔缺陷油气管道开展数值模拟分析。根据雨流计数方法将管道所受非周期性载荷历程转换为可用的应力循环载荷,并选用4种不同应力修正方法进行数值模拟。最大等效应力集中在沿管道周向扩展的半穿孔右侧边沿,表明此处疲劳可靠性最差,其次为半穿孔附近区域。4种修正方法计算结果中,Soderberg法的疲劳寿命最小,无平均应力修正法的疲劳寿命最大。而Goodman法与Soderberg法计算结果较接近,疲劳失效预测偏安全;其余两种方法的结果偏不保守。在实际工程中,采用Goodman法、Soderberg法进行预测较安全。     

含轴向内表面裂纹管道极限载荷有限元计算

获得结构的极限承载能力,是结构极限分析的基本任务。利用三维弹塑性有限元技术,通过新的极限载荷确定方法一停机点法,对内压作用下含轴向内表面裂纹管道的极限载荷进行了系统的计算与分析。结果表明：无量纲极限内压（pB／pP）主要和裂纹深度与管道厚度比（A／T）、管道厚度与直径比（T／DO）有关,裂纹长度与管道直径比（L／DO）对其影响可以忽略。建立了含轴向内表面裂纹管道无量纲塑性极限内压数据库,可供缺陷管道安全评定时参考。     

环焊缝含未焊透缺陷的压力管道安全评定

运用国家标准GB／T19624--2004《在用含缺陷压力容器安全评定》对在用含缺陷压力管道进行安全评定,在国内业界还很少开展。通过对2组环焊缝含未焊透缺陷压力管道的安全评定,提供了对在用含缺陷且载荷复杂的压力管道进行安全评定的方法和步骤,介绍了运用GB／T19624--2004对带环向未焊透缺陷压力管道进行安全评定的方法,为广泛开展在用含缺陷压力管道安全评定提供参考,以保证压力管道运行的安全性和经济性。     

环向集中力作用管道的变分法受力分析

轴向压入式管道连接是基于材料在过盈配合作用下产生弹塑性变形的基本原理实现相互连接或密封的技术。文中根据设计的管接头,建立其结构的力学模型。利用变分法原理计算管接头在受到环向集中力作用时管道的径向位移,并与弹性力学中薄壁圆筒受环向集中力时简化计算公式的计算数据进行比较。数据对比表明：利用Rayleigh－Ritz变分法计算圆筒模型的管道变形时,其数据经过校正后满足密封性能要求,具有工程实用性。     

地面标记系统在管道漏磁检测缺陷定位中的应用

为提高埋地管道漏磁检测缺陷基于地面标记系统地面定位的准确性,根据不同漏磁检测数据在相应管线上进行开挖验证及开挖修复项目中缺陷地面定位实践,简述了漏磁检测缺陷点地面标记系统及地面定位原理,分析了地面定位误差来源及可能的偏差方向,总结了实践中不同情形下漏磁检测缺陷点准确定位方法及参考环焊缝确认方法。实践表明,地面定位技术利用MARK点定位管道特征点,从而定位缺陷;管道某些特征点是精确的参考点;开挖时根据现场条件推断误差来源及可能偏差方向;参考环焊缝利用开挖测量法或轴距测算法确认。     

管道疲劳寿命的可靠性分析

针对管道的疲劳失效分析,以概率论为基础,结合确定性的疲劳断裂力学估算方法,推导了管道的疲劳裂纹扩展寿命的计算公式.考虑到主要评定参数:初始裂纹尺寸、工况载荷、断裂韧性、机械强度、系数等的不确定性和随机性,应用蒙特卡罗模拟法对这些具有某种特定分布的随机变量进行了随机抽样计算.并利用数值积分法编制了计算机程序,求出在一定可靠度和置信度下的疲劳寿命,并与理论计算方法求得的疲劳寿命进行了比较.还比较了不同初始裂纹尺寸和断裂韧性对疲劳寿命的影响,并给出了算例.分析结果表明:蒙特卡罗模拟法真实地反映评定参数客观存在的不确定性,克服了确定性评定方法的缺点,具有良好的工程指导意义.     

管道环焊缝数字射线检测技术研究

在管道环焊缝检测技术领域,X射线检测技术和超声检测技术并存可以取长补短。随着数字化X射线成像技术的推广应用,管道环焊缝X射线检测正向数字射线技术方向发展。由于射线探测器的图像质量和包含的信息远远超过普通胶片成像,数字射线技术代表了管道环焊缝检测的发展方向。管道科学研究院通过对面阵探测器成像技术的研究,开发出了管道环焊缝数字射线成像设备,实现了管道环焊缝射线检测的实时显示和电子存储。     

错边对压力管道焊接接头应力集中影响的研究

采用有限元软件ANSYS9.0,针对压力管道焊接接头出现的不同位置、不同尺寸条件下的错边缺陷,研究它们对焊接接头应力集中程度的影响,为压力管道的安全评定提供可靠的力学依据。计算结果表明:压力管道焊接接头的应力集中不仅随着错边量的增大而增加,并且同尺寸的错边引起的应力集中,纵缝较环缝更明显。此外,还探讨了降低接头处焊缝金属的坡度,减小此处应力集中的可行性。     

带体积型缺陷压力管道极限载荷的有限元分析

管道在使用过程中会出现各种缺陷,主要以腐蚀造成的体积型缺陷为主。采用有限元弹塑性分析方法,基于Von—Mise屈服准则,对含体积型缺陷的压力管道进行非线性分析,研究腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对压力管道极限载荷的影响。与含腐蚀缺陷管道的水压试验结果及ASME B31G计算的结果进行对比,证明有限元方法在分析腐蚀缺陷管道的可行性。     

管道环焊缝X射线数字成像动态采集软件设计

目前,国内的管道环焊缝数字射线检测设备仅能实现静态成像,曝光时间过长,成像结果由多张图像组成,增加了判读工作量和图像评定难度。管道环焊缝X射线数字成像动态采集系统解决了这些问题,采集面板在电机的驱动下沿着轨道匀速行驶,采集图像无缝无重叠地连续实时显示,最终形成一幅完整的管道焊缝扫查图。针对数字射线动态数据采集系统的TDI原理、TDI扫查的时钟同步源、CMOS平板探测器中偏置电压的刷新和面板校准等问题进行详细说明,完成了X射线数字成像动态采集软件的设计和编程,并在管径813 mm、壁厚12.5 mm的管道环焊缝上进行检测试验,采集图像中缺陷清晰可见。     

长输管道环焊缝的射线数字成像检测技术应用

文中分析了长输油气射线数字成像检测的3种技术类型,及其在油气管道环焊缝检测方面的优缺点和发展趋势。开展了在役输油管道动火作业中射线数字成像检测技术(DR)的现场应用试验,初步验证了在役管道环焊缝DR检测的技术可行性和对缺陷检测的较高灵敏度。结合中俄东线输气管道建设,进行了传统射线胶片照相检测技术(RT)和DR检测技术工程应用效果的对比试验,试验结果表明现阶段RT检测胶片数字化技术能够较好地解决存量胶片检测影像资料的数字化存储和管理,而DR技术在缺陷检测数字成像方面呈现出较高的对比度,但目前DR检测效果不稳定。DR检测技术在长输管道工程的大规模应用推广,需进一步完善DR设备校验等方面的技术管理体系。     

非完整检测数据条件下的含缺陷在役压力管道失效分析

由于含缺陷在役压力管道的焊缝数量较大,而且对焊缝检测只进行抽检,本文在非完整检测数据基础上,建立适当概率模型。结合有限元软件ANSYS二次开发程序,对不完整检测数据的管道进行概率建模分析,充分考虑管道的我荷特点、几何特点以及缺陷的类型和特点,将管系中各缺陷安全状况,失效风险有机结合起来,计算得出存在单一缺陷和不完整检测数据压力管线的断裂失效概率。这对于制定具有针对性的检修计划,加强管线维护有重要的现实意义。     

内压载荷下X80管道裂纹应力分布规律研究

为了研究内压作用下管道裂纹应力场分布规律,以含有表面裂纹的X80管道为研究对象,对不同形状、不同方向、不同内压、不同尺寸的含裂纹管道进行仿真分析和实验验证。结果表明:裂纹尖端处应力远大于裂纹中心应力。裂纹形状对应力影响作用较小,随着裂纹方向与管道轴向夹角增大,裂纹尖端应力先增大后减小,随着管道内压、裂纹深度、裂纹长度的增大,裂纹尖端处应力随之线性增大。其中,裂纹长度对裂纹尖端应力的影响小于管道内压和裂纹深度。