含不同腐蚀缺陷输油管道抗震性能分析

为对比分析含有不同单点腐蚀缺陷的输油管道的抗震性能,采用有限元软件ADINA建立地震作用下的架空管道与内部流体的液固耦合模型。通过对比不同腐蚀深度和不同腐蚀位置下管道的位移、应力峰值及特殊点处的位移、应力情况,分析腐蚀深度及内外腐蚀对管道抗震性能的影响,从而对实际工程中的管道设计及检修起到一定的指导意义。分析表明,对于管道,外腐蚀比内腐蚀对管道的抗震性能影响更大;随着腐蚀深度增加,管道的应力的涨幅越来越大;无论是内腐蚀还是外腐蚀,当管道腐蚀深度超过管壁厚度的70%时,在地震作用下管道都有破坏危险。     

基于数值回归法含腐蚀缺陷管道安全分析

为分析腐蚀缺陷对油气管道安全性的影响,利用有限元软件ADINA建立含不同腐蚀深度的架空管道模型,研究腐蚀管道在重力和内压作用下的应力峰值,通过结果与规范对比验证了模型的可信性,并用数值回归法对有限元结果做了进一步修正。研究发现:管道的环向应力随腐蚀深度的增加而增加;当外腐蚀深度超过壁厚的40%,或内腐蚀深度超过壁厚的50%时,管道有破坏风险;当腐蚀深度小于60%时,有限元模型因考虑应力集中现象,计算结果比规范法偏大,差值率在15%以内,当腐蚀深度大于60%时,有限元模型因考虑破坏变形影响,计算结果比规范法偏小,差值率超过50%;经数值回归法所得公式在内腐蚀评价方面效果优于外腐蚀。     

流固耦合作用下固支输液管道有限元分析

介绍了输液管道流固耦合作用下振动的原因,并对某厂稀甲醇管道进行了模态分析和ANSYS-CFX双向流固耦合受力模拟。前者用以得到流固耦合下管道的自振特性,与不计耦合相比固有频率降低约15%;后者可得到在水锤压力作用下管道的变形与Mises应力分布云图。     

弹性薄板流致振动特性

对金属弹性薄板的流固耦合动力响应进行了数值模拟。在模拟计算中固体采用有限单元法,流体采用有限体积法,在流体与固体交界面上进行耦合数据的传递,完成了双向流固耦合计算,在广泛雷诺数范围内研究了弹性薄板流致振动特性。对比分析了不同雷诺数下弹性薄板的振动特性、薄板受力以及压力分布和涡量特性,得出了弹性薄板振动的频率和幅值以及板所受升力的频率和幅值随着雷诺数变化的规律;分析了流场特征与薄板振动特性的关系,揭示了板的受力机理和双向流固耦合的重要性。     

非稳定流体与U形管路耦合振动特性研究

针对采油用管道内流体引发管道振动问题,研究了U形管路在内流作用下的振动特性,利用非线性耦合方法分析非稳定流体与管道相互耦合规律.流固耦合模态结果与前人计算结果相近,验证了数据的可靠性.模拟结果发现,在周期性脉动流体的作用下,管道最大应力及位移振动呈周期性变化;流体频率与管道基频相近时,管道位移振动频谱既有流体诱发的高频又有较低的管路基频.流体速度增加,管道位移增加,管道最大应力增加,管道基频减小.另外,发现脉动流体频率增加,管路基频增加.     

含体积型缺陷管道安全评价技术研究

为研究体积型缺陷对管道安全性的影响，通过Workbench软件，结合管材的应力–应变曲线和塑性失效准则，对缺陷管道的最大等效应力和失效压力进行了评价，考察了倾斜角度、腐蚀深度、腐蚀长度等参数变化对管道局部应力分布的影响。结果表明，当缺陷具有一定倾斜角度时，缺陷左右拐角处的高应力集中最为明显，上下拐角处的低应力集中最为明显，缺陷沿轴向分布时对管道的危险性更大；腐蚀深度与最大等效应力和失效压力呈线性关系；腐蚀长度和腐蚀宽度的变化对最大等效应力和失效压力的影响有限，随着腐蚀长度的增加，最大应力点从缺陷内边缘转移至缺陷中心；在有限元分析范围内，各因素对管道安全性的影响程度依次为倾斜角度、腐蚀深度、腐蚀长度和宽度。研究结果可为提升管道完整性管理水平提供技术思路。     

压力管道典型结构的流固耦合数值仿真

针对管道内流体不稳定流动诱发的工业管道振动问题,通过工业管道系统振动源分析,从输送流体的特性出发,对特定的管路系统振动传递特性的分析方法进行研究,利用数值分析手段对管路系统振动特性进行振动仿真和预测。使用ADINA软件对T字型管道结构的振动特性进行了流固耦合数值模拟,得到了该管道结构的振动特性参数,为压力管道的流固耦合数值计算及振动特性预测提供参考。     

输油管道机械耦合振动特性分析

在石油的传输路径中,输油管道会因为管道与流体间的相互作用发生振动,振动产生噪声影响周边环境的同时还会影响管道的使用寿命。本文通过建立理想状态下流体运动方程与流体和管道耦合方程,利用有限元方法研究流固耦合振动特性,发现随着流速增加,输流管道最大应力也相应增大。当流速达到极限值时,耦合作用会使管道发生剧烈振动,导致管道变形严重。针对这一情况在工程应用时可根据实际流速来进行管道材料强度的选择,从而保证管道使用的安全系数。     

含全面积均匀腐蚀缺陷高强钢管道的剩余强度分析

为探求全面积均匀腐蚀缺陷对高强钢管道剩余强度的影响规律,根据X80管钢实测参数,利用ABAQUS软件建立不同腐蚀条件下的管道模型,对其剩余强度进行模拟分析,将结果与DNV RP-F101准则评估结果进行比较,验证其准确性并回归出一种根据腐蚀深度计算高强管钢剩余强度的公式.结果表明:腐蚀长度在一定范围内对高强钢管道的剩余强度有影响;腐蚀深度对高强管钢剩余强度的影响显著,是引起管道发生破坏的主要因素.     

高压聚乙烯装置超高压反应管内腐蚀缺陷有限元分析

基于Von Mises屈服准则,采用有限元弹塑性分析方法对含腐蚀缺陷的高压聚乙烯装置超高压反应管道的应力分布进行有限元分析,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,把分析得到的临界失效状态下的壁厚作为超高压管道爆破的安全阈值。     

基于Workbench的流固耦合作用下弯管的振动分析

管道流固耦合会导致结构局部刚度减小,降低结构的固有频率。而在管道与流体的耦合振动中,管道转弯处是耦合振动最敏感区域。因此本文通过流体控制方程和固体控制方程建立系统单向流固耦合方程;在此分析的基础上利用Workbench建立弯管流固耦合有限元模型,分析了流速、压力、管径比这三个重要参数对输水弯管流固耦合系统振动频率的影响。     

寒区埋地单一腐蚀管线热-固耦合力学分析

以腐蚀管线、保温层和寒区土壤为研究对象,考虑管线钢真实拉伸特性、土壤刚度及线膨胀系数等随温度变化的非线性特性,建立二维热-固耦合力学模型。其中,管线内部承受流体温度及压力,管线外部承受土壤支撑力以及经由大气、土壤、保温层、管线非稳态传热获取的温度。通过将多场耦合数值解与理论解进行误差对比,验证数值模拟方法的正确性。然后针对该力学模型,分别探讨了流体温度、流体压力及腐蚀缺陷深度对管线力学特性的影响规律,分析结果表明:腐蚀管线全年力学特性随各因素呈现非线性变化规律,且各因素对力学特性的影响程度由强到弱依次为流体压力、相对腐蚀深度、流体温度。     

基于规范法的腐蚀管道应力及剩余强度分析

结合断裂力学理论,基于我国的CVDA规范、美国机械工程师学会的ASME-B31G标准以及净截面准则计算了带有腐蚀缺陷的管道腐蚀区域的环向应力和轴向应力,并基于ASME-B31G标准和ASME-WilloughbyDavey方法分别计算管道腐蚀缺陷区域的剩余强度。计算结果显示:管道腐蚀缺陷区域的应力随着腐蚀深度的增加而增加,带有腐蚀缺陷的管道发生环向破坏的可能性比轴向破坏的可能性要大;若管道含有多个腐蚀缺陷,在规则化时要综合考虑各个缺陷的腐蚀深度以及缺陷间距离的关系,不可简单地将临近的缺陷简化为单个缺陷。     

压力管道弯头流固耦合及热力学数值模拟研究

压力管道系统中存在流体和结构之间的耦合,对压力管道的流固耦合现象进行分析,建立了流固耦合的有限元数学模型,运用有限元软件ansys模拟流体介质通过管道弯头,对压力管道弯头在不同约束条件下的流固耦合现象进行了数值模拟计算,并进行了压力,温度,流线型分析等.计算结果表明流固耦台作用对压力管道系统的运行有重大影响,验证了压力...     

压力管道弯头流固耦合及热力学数值模拟研究

压力管道系统中存在流体和结构之间的耦合。对压力管道的流固耦合现象进行分析,建立了流固耦合的有限元数学模型,运用有限元软件ansys模拟流体介质通过管道弯头,对压力管道弯头在不同约束条件下的流固耦合现象进行了数值模拟计算,并进行了压力,温度,流线型分析等。计算结果表明流固耦合作用对压力管道系统的运行有重大影响,验证了压力管道考虑流体介质、速度、压力的影响,并为特种设备的制造提供了设计方向和重点检验方向。     

含腐蚀凹坑缺陷管道的安全评定方法

对含腐蚀凹坑缺陷的压力管道进行了有限元弹塑性分析和试验研究 ,得到了含不同球形凹坑缺陷压力管道在内压和弯矩联合作用下的极限载荷 (弯矩 ) ,在此基础上提出了在役含球形凹坑缺陷管道的工程安全评定方法     

带体积型缺陷压力管道极限载荷的有限元分析

利用有限元弹塑性分析方法,对含体积型缺陷的压力管道进行了非线性分析,研究了腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对压力管道极限载荷的影响。并和含腐蚀缺陷管道的全尺寸爆破试验结果以及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。     

管道裂纹有限元分析与ECA评估研究

油气管道输送介质具有易燃、易爆特性,所面临的危害因素多,运营风险高,特别是管道出现裂纹的危害较大,在疲劳、应力腐蚀的作用下易导致管道破裂失效。本文针对某长输管道内检测中发现的裂纹,基于静裂纹的模拟方法在对含裂纹缺陷管道进行有限元模拟计算方面,具有更高的计算精度和效率,建立了静裂纹管道的有限元模型,采用运动式耦合方法与管道端面进行耦合,获得裂纹尖端张开位移（Crack Tip Opening Displacement,CTOD）随应变的变化关系,并使用FAD图（Failure Assessment Diagram）评估方法进行工程失效评估,最终有效评估管道的安全性,该方法的联合使用,对于含裂纹管道的安全性精准评估具有重要意义。     

不同腐蚀缺陷下的HL级抽油杆疲劳分析研究

为分析腐蚀缺陷对抽油杆安全性能的影响，应用ANSYS有限元软件，对腐蚀坑、环形腐蚀两种缺陷下的HL级抽油杆进行疲劳寿命数值模拟。通过方差分析两种腐蚀缺陷下腐蚀深度与腐蚀坑半径（环形腐蚀宽度）等因素对HL级抽油杆疲劳寿命的影响，并利用多元线性回归方法 得到了各影响因素与疲劳寿命的回归方程。研究结果表明：抽油杆在服役过程中最大应力集中在杆体与镦粗凸缘结合的变截面处；腐蚀半径（宽度）对HL级抽油杆疲劳寿命影响非常显著，与其呈正相关性；腐蚀深度对其影响显著，呈负相关性；两组回归方程对判断HL级抽油杆的安全性提供依据；同等工况下环形腐蚀比蚀坑腐蚀对抽油杆疲劳寿命的影响更大。     

波流作用下海洋立管流固耦合动力特性分析

利用输流管道流固耦合振动的研究方法,分析了海洋立管在波流联合作用下的动力特性。基于Hamilton能量原理,建立了立管耦合振动模型,推导出立管耦合振动方程,并通过Hermit插值函数法对振动方程进行离散求解。同时,运用ANSYS软件分析了立管耦合振动的动力特性,得到了前六阶模态振型和固有频率。将数值模拟得到的立管固有频率与理论分析结果进行对比,充分验证了立管耦合振动模型的正确性。分析结果表明,立管固有频率随管内流体流速的增大而减小。