管道腐蚀缺陷的有限元分析

为了研究腐蚀缺陷对管道的影响,通过ANSYS建立了不同尺寸的腐蚀缺陷,验证了模型的准确性,并研究了不同缺陷深度、长度、宽度对管道的Von mises应力影响,进而分析了缺陷深度和缺陷长度对于管道承载极限的影响。结果表明,管道的Von mises应力受缺陷深度和长度影响较大,缺陷宽度到达一定值时,对管道Von mises应力几乎无影响;缺陷深度的增大,大幅度降低了管道承载极限,对于缺陷长度较大的管道,影响更明显。     

含错边缺陷悬空管道的安全研究

以涩宁兰一线管道为工程背景,根据GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》确定不同壁厚下标准允许的错边量。基于应变失效判据,建立了输气管道在不同地区的失效判别标准,以错边量、错边缺陷在管道悬空段位置为变量,研究管道上的受力特点及不同变量对悬空管道失效悬空长度的影响,结果表明错边量的大小对管道的失效影响很大,当错边量Δ≥2 mm时,管道的安全悬空长度和极限悬空长度急剧减小,管道极易发生失效。     

河流穿越管段最大允许悬空段长度计算

为找出水流速度和管道规格对河流穿越管道最大允许悬空长度的影响情况,在河流穿越段管道产生卡门涡流现象的基础上,推导了穿越管道失稳的最大允许悬空长度计算公式,通过实例计算验证了公式的正确性,计算了不同水流速度下穿越管道失稳的最大允许悬空长度,得到了管道最大允许悬空长度随水流速度、管径、壁厚的变化情况,为汛期输气管道的防洪减灾提供了数据支持。     

含缺陷管道悬空状态下的有限元建模

地质灾害情况下,管道容易产生大变形和失效,造成重大事故,因此,研究地质灾害中管道的建模与应力计算,具有重要的工程意义.通过力学与有限元的结合,利用ANSYS工程软件建立管道在悬空状态下的大变形有限元模型.为考虑土壤地基的影响,采用弹簧来模拟地基对管道的反作用.根据材料力学计算分析,得出比较合适的弹簧间距,并验证了该模型的合理性.对于含缺陷的管道,运用子模型技术进行处理.建模完成后,用一组具体的管道参数进行实例分析,利用ANSYS后处理命令计算管道上的最大应力及其应力分布.     

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。     

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...     

基于应变的塌陷区X70钢输气管道悬空失效分析

将埋地管道的悬空段简化为大挠度梁,考虑管梁的几何非线性,悬空段外土壤的纵向抗力非线性以及管道的内压和温差作用,并基于悬空段内外输气管道内力和变形的连续性条件,求解了悬空段内任意位置处的X70钢输气管道应变值。引入基于应变的管道设计准则,对某塌陷区悬空输气管道进行了失效分析。结果表明:输气管道拉应变最大值出现在管道穿越采空区的中央部位,并且向两侧逐渐减小。当悬空段长度小于等于40 m时,X70钢输气管道最大拉应变小于容许应变;当悬空段长度为50 m时,壁厚为17.5 mm、14.6 mm的输气管道最大拉应变超过容许应变,输气管道失效。     

埋地输油管道在线大修安全开挖距离分析

对于埋地管道,大修时保证安全开挖是非常重要的。综合考虑管道挖开修复段的长度、沿管线分布的土壤特性、输送油品的物性、管道压力以及重埋后受力情况等相关因素,建立了管道挖开情况下的力学模型。根据模型的特点,计算出开挖时管道的最大综合应力,从而确定管道开挖的安全长度。     

风载作用下悬索桥大跨度油气管道应力分析

中缅油气管道澜沧江跨越段峡谷年平均风速12.4 m/s,最大风速可达30.7 m/s。澜沧江跨越桥在风载作用下非线性振动特性较突出,跨越段管道易产生横纵向位移,从而产生变形及应力增大问题,对管道安全造成影响。文中采用有限元分析方法,对大跨度管道悬索跨越在风载作用下的变形及应力变化问题进行了分析,建立了有限元模型,模拟了风载作用下悬索桥及管道的应力及变形状况。分析了不同检验风速的影响,得到了管道的应力及变形结果。结果表明:管道的最大应力随风速增加呈线性增大,管道达到许用应力的最大风速为240 m/s,约为其所在位置所受极限风速(60.1 m/s)的4倍,故该段悬索跨越管道在极限风速下处于安全状态。     

孔洞型腐蚀损伤管道剩余强度评价

对孔洞型损伤缺陷管道进行了受力分析,研究了腐蚀损伤沿管道壁厚分布规律,建立了孔洞型腐蚀损伤管道剩余强度评价模型,并对孔洞型腐蚀损伤缺陷进行剩余强度评价。结果表明:腐蚀深度一定时,极限压力随腐蚀损伤层长度增大而减小;腐蚀区长度一定时,极限压力随腐蚀损伤最大深度增大而减小。     

低温条件下在役管道不停输沉降的设计与施工

管道沉降施工过程中,管道暴露在大气环境中,如果昼夜温差过大,会在管道内产生轴向应力,威胁管道安全。文中以涩宁兰一线和涩宁兰二线沉降施工为例,介绍了在役管道低温条件下不停输沉降的受力计算方法、施工步骤及注意事项,并通过增加沉管过渡段长度、降低管道操作压力等措施,降低了管道沉管施工的轴向拉伸应力,确保了低温条件下管道沉降施工安全,使沉管施工安全、顺利实施。     

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。     

沼泽地段大口径输气管道应力敏感性分析

大口径输气管道穿越沼泽地段时,由于沼泽地土壤含水饱和度过大,管道易产生自然沉降。管道的过量变形会导致输气管道在运行过程中应力不能满足安全要求,故需要对沼泽地段的大口径输气管道进行应力的敏感性研究。使用应力分析软件CAESAR II对沼泽地段某大口径输气管道进行数值模拟,针对沉降量及压重块间距对管道应力的影响进行分析得出：管道的自然沉降对沼泽地输气管道的应力最敏感,即影响最大。建议在沼泽地管道施工中要做好防沉降措施。     

基于有限元法的天然气管道隧道清管冲击分析

川气东送管线隧道段众多,过大的冲击载荷将会破坏隧道固定墩的固定作用。为了研究清管器在隧道段中对管道的冲击和其运动规律,结合流体动力学理论,采用ABAQUS有限元分析软件建立了清管器在管道中的冲击模型,模拟分析了清管作业过程中清管器速度与管道输送压力对管道应力与加速度等参数的影响及变化规律。分析结果表明：管道输送压力对管道应力的影响最大,清管器速度、清管器种类对隧道段管道的应力也有影响。     

X52焊缝失效评定曲线

失效评定曲线被广泛应用于管道的断裂评定,针对严重影响国内在役老管道安全运行的焊缝问题,建立焊缝失效评定曲线.以在役老管道常用管材X52为例,采用R6方法建立焊缝失效评定曲线(选择3曲线),并与R6选择1曲线和选择2曲线比较,表明选择3曲线的精确性对于在役管道焊缝失效精确评估的重要性.给出了3种焊缝材料特性的失效评定曲线...     

煤矿采空区管道监测方法的应用

煤矿采空塌陷对埋地管道长期安全运营造成严重威胁。介绍了煤矿采空区管道的受力特点,提出了管道安全监测的必要性。结合长距离输油气管道在煤矿采空区的实际情况,提出可行的监测方法,并在鄯乌线芦草沟段进行了实际应用。通过监测得到管体在采空塌陷过程中应力的变化特征和变化量,为长输管道沿线采空区的安全维护提供了经济可行的解决方案,并为处于其他地质灾害区的管道维护提供参考。     

TLNET和SPS在输油管道仿真中的应用

TLNET和SPS是两款常用的输油水力仿真软件。为了比较两者的使用特点和计算结果的准确性，分别从软件的基本模型元件和模型调试2个方面进行了介绍，并以某成品油管道为例，采用2种软件分别进行了稳态模拟和动态模拟。结果表明：TLNET和SPS稳态等温计算和动态计算的结果差别很小，但在稳态换热计算存在一定差异。建议在管道规划、方案比选等前期阶段采用TLNET；而在管道设计、生产运行等后期阶段采用SPS．     

在用含未焊透缺陷工业管道的安全评定

文中对检验中发现的一条含未焊透缺陷的工业管道,采用CAESARⅡ软件对其进行了应力分析,在此基础上,按照GB/T 19624—2019中的方法对该管道进行了安全评定.结果表明:在正常操作工况下,管道缺陷处尚有较大的安全裕度,在评定周期内可以安全运行.