输油管道环焊缝缺陷疲劳寿命评估

采用管道失效评估方法可评估静载荷作用下缺陷是否满足适用要求。但在内压等交变载荷作用下,输油管道环焊缝仍存在疲劳破坏的可能。为评估管道环焊缝缺陷的疲劳寿命,进行管道母材和环焊缝疲劳裂纹扩展速率试验,并分析和统计管道实际运行压力数据以及环焊缝缺陷开挖验证数据,采用BS7910标准方法计算疲劳寿命值。结果显示在仅考虑管道内压波动情况下,管道环焊缝平面型缺陷的疲劳寿命结果满足管道设计使用要求。     

集气站内单井管道应力分析与强度评估

集气站内单井管道结构比较复杂、输送流体涉及油气两相流且流体压力较高,容易出现应力超标问题,为确保其安全运行,有必要对集气站内单井管道进行应力分析与强度评估。集气站所辖单井管道较多且与放空、计量分离管道等相通,考虑对不同位置的支撑作用,提出了不同的设计方案。根据设计资料,使用CAESARⅡ软件对集气站内单井管道及相连管道进行应力分析,校核其埋地管道弯头处应力情况。通过对不同支撑方案的比选可见:3种管道设计方案的一次应力、二次应力均能够顺利通过校核,确定应力值最低、支撑结构受力更合理的方案为该集气站内单井管道的设计方案。     

地面堆载对原水输水钢管的影响研究

经过对埋地原水输水钢管爆管的案例调研发现,漏水管道上方多存在违章堆土或重载货车行驶的情况,管道裂缝位置主要集中在焊缝附近。采用室内相似模型试验、有限元模拟验证和现场静载测试相结合的手段,研究了不同地面堆载工况下对DN2400原水管道的变形及受力影响。室内研究结果表明,管底的轴向应变均大于环向应变,管道以弯曲变形为主,与实际漏水点处焊缝断裂相符。现场静载试验与有限元所得的各测点处的Mises应力均小于10 MPa,远小于管道破坏的荷载。说明地面堆载不是造成原水管道爆管的单一诱因,焊缝的原始状态对爆管的影响不可忽视。     

海底管道挖沟的数值模拟

海底管道在挖沟过程中可能受到较大的弯曲应力而出现屈服甚至断裂现象,因此,有必要确定管道在挖沟过程中的应力和变形分布。考虑管道自重和浮力的影响,采用有限元软件建立了海底管道挖沟时的力学模型,通过静力分析得到不同条件下的最大弯曲应力和变形,并将其拟合成公式。最后,通过实例计算,验证了拟合公式的准确性。结果表明：充水状态比空管状态所受弯曲应力大;管道埋设深度越深,所受弯曲应力越大;当要求的挖沟深度较大时,一次挖沟成型可能导致管道弯曲应力超出许用应力。     

基于Abaqus的蒸汽管道应力分析

文中针对某装置高温高压蒸汽管道中出现的应力问题,应用结构有限元分析方法对复杂工况下的蒸汽管道进行应力分析与计算,结果发现其最大应力值超标。通过分析比对,提出增加支吊架的改进方法,从而降低蒸汽管道所承受的应力,有效防止管道出现过应力失效。     

管道内检测缺陷的开挖验证技术

文中概括了管道内检测开挖验证工作流程,提出目标环焊缝的确定原则和定位技巧,通过测量环焊缝与螺旋焊缝在12点钟方向上的轴向距离快速确定其编号,有效提高定位精度和效率,降低开挖工作量。并给出了在现场勘测中实用性较强的两个数值,即螺旋焊缝时钟位置变化1 h的轴向距离和环焊缝时钟位置变化1 h的环向长度,利用这两个值可精确测量环焊缝与螺旋焊缝钟点。     

关于管道裂纹应力强度因子的计算

论述了管道裂纹（包括轴向裂纹和纵向表面半椭圆裂纹）在复杂应力条件下应力强度因子计算的权函数方法。分析和算例表明，该方法可准确、有效地计算管道裂纹在各种应力条件下的应力强度因子。     

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。     

无坡度敷设煤气管道跨距计算

煤气管道的无坡度敷设方式在钢铁企业中得到了普遍应用,而对煤气管道跨距的正确计算和合理选择对管道的安全运行十分重要。在分析了煤气管道事故积水高度的来源基础上,针对钢铁企业无坡度敷设的单根煤气管道和有外加管道的煤气管道的跨距,分别进行了强度和刚度分析,给出了无坡度敷设煤气管道跨距的简化计算方法。     

城镇埋地燃气管道失效原因分析

文中对发生泄漏的某城镇燃气管道进行了失效原因分析,通过尺寸测量、宏观分析、电镜分析、化学成分及拉伸性能分析、金相分析等,得出了燃气管道断裂原因为管道环焊缝在外部载荷的应力作用下发生了断裂扩展,并确定了管道起源开裂的位置。     

严寒地区油库压力管道选材研究

根据工业管道安全技术监察规程,严寒地区油库压力管道设计温度低于-20℃,超出了20号碳素钢管的使用温度下限,按照压力管道设计规范中关于低温低应力工况的定义,进行管道应力计算。分析表明：油库压力管道的设计压力低于0.7 MPa时,油库管道正常操作的轴向拉应力低于材料标准规定的20号钢管的最小抗拉强度值的10%,管道操作工况处于低温低应力工况,管道材料可以使用20号钢。     

AutoPIPE在输油埋地管道中的应用

埋地管道应力分析的关键在于准确模拟土壤对管道的作用,研究管道周围的土壤力学性能是正确进行埋地管道应力分析的前提。基于AutoPIPE管道应力分析软件,首先对国际上埋地管道理论进行简单的介绍,然后结合该理论对某工程中的埋地输油管道建立了较准确的应力分析模型,进行了较细致全面的应力分析,并指出当地上管道柔性足够时,埋地管道出土入土处端点位移较小,不需要设计固定墩。对管道应力分析工作者利用AutoPIPE进行埋地管道应力分析具有一定的借鉴意义。     

内压对管道系统柔性分析的影响

针对在进行管道应力分析时忽略内压对管道系统柔性的影响,文中对承受内压的管道的轴向伸长进行了推导分析,并结合ASME B31规范说明内压对弯管柔性系数和应力增大系数的影响。结果表明:内压对管道轴向伸长的影响较大,对于壁厚一致的弯管,内压使弯管趋于张开;随着管径的增大和采用高强度钢,内压对弯管柔性系数和应力增大系数的影响增强。对于温度变化范围小的大直径、高强度管道(如长输管道),应考虑内压的影响。对于是否考虑内压对弯管柔性系数和应力增大系数的折减作用,应结合具体的操作工况确定。     

埋地热油管道正向预热过程的计算与分析

埋地热油管道预热过程是一个不稳定传热过程,埋地热油管道启输过程的土壤温度场是一个沿管道横断面（径向和切向）与轴向的三维非稳态传热问题。通过分析埋地热油管道的几何特性,考虑了沿轴向预热介质温降对土壤温度变化的影响,对埋地热油管线正常运行和正向预热过程时的数学模型进行了适当的简化和处理,并且对正向预热时土壤蓄热量进行了计算,还利用数值计算的方法进行了求解,得到了油温在轴向和径向上的变化规律,在求解数学模型时,对某一断面处的土壤部分的温度场应用有限差分法求解。     

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。     

输油站场清管系统应力分析

清管是输油管道重要的常规作业之一,是保证管线长期按照设计输量运行的重要保障。目前,对输油站场的清管系统在运行工况下的应力分析较少,特别是没有考虑由于清管器本身对管道所造成的冲击对管道应力分布的影响,所以有必要对输油站场清管工况下的管道进行应力分析。文中采用CAESAR Ⅱ软件对某输油站清管工况下管道系统进行应力分析,建立了清管器受力模型,通过编制VB程序计算了清管器的冲击产生的集中应力大小,并以假设清管器产生的冲击力最大的情况下得出整个管道的一、二次应力分布,找出了一、二次应力分布的关键点,并进行了校核,满足管道的强度要求,所用方法有利于更好地保证清管作业安全。     

管系应力计算在工业管道检验检测中的应用

在工业管道的检验过程中，采用商业化管系应力计算分析软件，对管道系统的整体应力状况进行分析，确定出应力载荷较大的危险点，有助于检验人员发现应力腐蚀开裂等缺陷，保障不停输全面检验的准确性和可靠性。文中介绍了一个成功的应用案例，该案例中发现了几处典型超标缺陷，说明在工业管道检验检测时，与管系应力计算有机结合，有助于检验人员找出危险管段，提高了检验的有效性与针对性。最后还提出了开展基于管系应力分析的工业管道检验检测的几个步骤与注意事项。     

基于应变的悬空管道性能分析

文中对悬空管道的性能进行了分析.通过力学与有限元的结合,将埋地管道的悬空段简化为大挠度梁,且考虑几何非线性,利用ANSYS建立管道在悬空状态下的大变形有限元模型.研究了跨距变化情况下应变分布情况及变化规律,并基于应变的管道设计准则,对某悬空管道进行安全性评估.结果表明:拉应变最大处出现在出土端管道上表面,跨中管道上表面...     

增大管道跨度方法的研究

在管道设计过程中,经常遇到管道跨距无法满足跨度要求,需要通过管道自身的加强来增加管道跨距的情况。文中根据决定管道跨度的强度条件和刚度条件计算公式,简要分析了影响管道跨度的因素。在此基础上,对工程中常用的3种增大管道跨度的方法(加大管径、壁厚,加强板,拱形管)做了简要的分析,并对3种方法的优缺点做了比较。最后,通过工程实例的计算分析,验证了整个选择过程,为解决工程实际问题提供了思路。     

CAESARⅡ软件在大口径厚壁钢管应力分析中的可靠性研究

输气管道(大口径厚壁钢管)设计的合理性直接关系到管道运营的安全性,而目前该类管道结构设计仅依赖于经验参数,所以管段的应力分析在管道设计中显得极其重要。以大口径厚壁钢管的简化模型为例,进行了管道应力的理论分析及计算;同时,采用CAESARⅡ软件建立相应的管道应力分析模型,得到管道应力分布情况。将2个应力分析结果作比较,发现理论计算值与软件模拟值的最大误差在标准允许范围内。因此,CAESARⅡ软件在大口径厚壁钢管中的应力分析是可靠的。