双腐蚀缺陷油气管道剩余强度分析

以X60双腐蚀缺陷油气管道为研究对象,借助ANSYS软件,分析双腐蚀缺陷半径和缺陷深度对其等效应力和剩余强度的影响。结果表明:随着轴向位置的增加,双腐蚀缺陷管道等效应力在屈服极限与抗拉极限之间变化;随着缺陷半径的增大,剩余强度呈增加的趋势,安全性增强;随着缺陷深度的增大,剩余强度呈减小的趋势,安全性降低。所得结论对于油气管道的腐蚀安全评价有一定的参考意义。     

埋地输油管道腐蚀剩余寿命预测

针对埋地输油管道的工作特点,研究了长输管道沿线的内压分布,在此基础上建立了基于ASME-B31G标准的腐蚀缺陷极限尺寸模型;根据埋地管道腐蚀失效的特点,以电化学理论为基础,建立了腐蚀缺陷的腐蚀速率模型;将腐蚀缺陷极限尺寸模型与腐蚀速率模型相结合,提出了一种输油管道腐蚀剩余寿命预测模型.     

埋地铁磁小管道腐蚀力-磁耦合仿真研究

利用ANSYS有限元分析软件,对腐蚀管道模型在受内压及地磁场作用下的力-磁效应进行模拟,得出了管道模型在不同腐蚀间距及不同腐蚀深度下的应力分布和磁信号分布;同时利用管道弱磁检测仪对青海油田所辖管段的埋地小管道进行了检测,通过分析检测到的管道表面磁感应强度分量的梯度值dB_X、dB_Y、dB_Z的波形特征,确定了腐蚀缺陷位置,并将检测分析结果与模拟结果相比较,证明了两者有较好的一致性;结果表明利用管道磁信号的波形特征判断腐蚀缺陷的评价方法具有合理性,能够对埋地管道在非开挖状态下进行早期诊断,为弱磁检测技术提供理论依据。     

预测腐蚀管道剩余寿命的新方法研究

针对概率统计方法预测腐蚀管道剩余寿命对数据样本要求大和预测精度低的问题,提出采用灰色预测理论对腐蚀管道进行了剩余寿命预测;针对传统GM(1,1)模型不能根据非等时距数据进行数据拟合、背景值构造误差大和新信息利用充分的问题对GM(1,1)模型进行了改进,并提出灰色预测理论对非等间隔数据处理的新方法。通过采用所建立腐蚀管道剩余寿命模型和改进GM模型对腐蚀管道剩余寿命的计算,证明了该方法的准确、简洁、可行与普适性。     

腐蚀管道的剩余强度评定及ANSYS二次开发

针对腐蚀管道对工作承压能力的影响,利用ANSYS软件建模仿真,通过与真实材料拉伸试验的数据对比,验证了有限元方法有较高的可靠性。进一步研究了内腐蚀缺陷尺寸对管道剩余强度的影响,并重点研究了相邻腐蚀缺陷相互作用和群腐蚀管道的评价方法。研究结果表明,管道的剩余强度会随着缺陷尺寸的增大而减小,相邻腐蚀缺陷在轴向和环向距离一定范围内会随着间距增大而相互影响减小。利用相邻腐蚀缺陷相互作用准则建立了等效简化群腐蚀的方法。为了解决ANSYS评定管道剩余强度操作的复杂性,开发了针对单个腐蚀和复杂腐蚀的评估软件。     

外腐蚀管道剩余强度及剩余寿命的有限元分析

埋地油气管道经常受到外部腐蚀,外壁会出现不同形状的腐蚀缺陷,因此就会产生应力集中降低管道的承压能力,必须对其剩余强度和剩余寿命进行评估。应用ANSYS软件对含外腐蚀缺陷的管道进行分析计算,给出不同缺陷尺寸的管道在5MPa内压作用下的Mises应力,并预测管道在未来某一时间的运行可靠性。计算结果表明,有限元法对于分析管道的剩余强度是可靠的,可为外腐蚀管道的安全评价提供较为准确的相关数据。     

油气管道剩余强度有限元分析

为了分析管道缺陷对管道剩余强度的影响程度,利用ANSYS软件建立了油气管道有限元模型,模拟了管道缺陷,分析了管道缺陷与管道剩余强度的关系,为管道检测与评价提供了参考。     

含腐蚀缺陷油气管道适用性评价研究进展

适用性评价是对含腐蚀缺陷的管道能否继续使用以及如何继续使用的定量分析和评估的方法。适用性评价方法由剩余强度评价和剩余寿命预测两个部分组成。阐述了近年来含腐蚀缺陷的油气管道适用性评价方法的进展,重点阐明了评价剩余强度的方法,归纳了预测剩余寿命的途径,概述了腐蚀管道适用性评价领域的发展方向。     

双点腐蚀管道的弹塑性有限元分析

在役的油气田长输管道中,管道的点腐蚀是常见的一种腐蚀缺陷,有单点腐蚀、双（多）点腐蚀与长腐蚀等,对于腐蚀管道剩余强度的计算与剩余寿命的预测,目前我国还没有统一的国家标准,而美国的B31G又较为保守。本文以四川天然气环网中北干线为研究对象,利用ADINA System8．0,对双点腐蚀管道,分别对不同剩余壁厚、不同内压、不同腐蚀点间距下,进行大量弹塑性有限元分析,等到了一些有参考价值的结论。     

在役油气管道腐蚀剩余寿命预测方法

在役油气管道适用性评价是当前国际上管道工程研究的热点领域 ,它包括管道剩余强度评价和剩余寿命预测两个方面。剩余强度评价是在缺陷检测基础上经过力学分析和计算 ,对管道承载能力作出科学评价 ;剩余寿命预测是在研究缺陷动力学长大规律基础上预测管道剩余服役寿命 ,为制定管道检测周期提供科学依据。与管道剩余强度评价相比 ,管道剩余寿命预测难度较大。从目前研究状况来看 ,除了疲劳寿命预测研究得相对成熟外 ,其余象腐蚀剩余寿命、应力腐蚀开裂寿命都尚在探索和发展之中。在目前已颁布的适用性评价标准中 ,对于管道腐蚀寿命预测 ,有的…     

油气管道柔性测径传感器设计及其结构优化

油气管道测径技术是检测管内通径变化、保障管道安全的重要手段。针对传统薄铝盘测径板无法检测多处缺陷且不可重复使用等问题,本文设计了一种柔性测径传感器,其通过置于聚氨酯柔性测径盘中的电阻应变片测量遇阻时的应变变化,实现管内缺陷量化检测。结合ABAQUS软件建立应变片和聚氨酯密封盘的耦合模型,分析产生拉压变形时的应变输出特性,并基于敏感栅应变趋势,寻找应变片最优放置位置。通过柔性测径传感器性能检测实验台,对柔性测径传感器的功能进行测试。最后结合BP神经网络与遗传算法得出使传感器检测性能最佳的结构参数。研究结果表明,对于DN200的管道,当测径盘外径为97.5%的管道内径,测径盘厚度19 mm,测径盘瓣间距8 mm时,柔性测径传感器能较好表征凹陷的几何尺寸,对于油气管道变形检测作业具有一定的工程应用价值。     

长输油气管道漏磁内检测技术

长输油气管道在油气能源运输中发挥着关键作用,被称为"能源血脉"。为保证管道的安全有效运行,应定期对管道进行检测。管道漏磁内检测技术是目前国内外长输油气管道内检测领域普遍应用的检测技术,该技术以管道管体已形成的体积缺陷为检测目的,可以准确检测出缺陷面积、程度、方位等信息。对油气管道漏磁内检测技术原理和影响因素等进行归纳总结,阐述了管道漏磁内检测中轴向励磁和周向励磁等关键技术的国内外研究现状,对国内外漏磁内检测器的检测能力进行对比,介绍了漏磁信号的处理方法及管道的完整性评价技术,最后提出了管道漏磁内检测行业的未来展望。     

Failure probability of corrosion pipeline with varying boundary condition

This paper presents the effect of external corrosion, material properties, operation condition and design thickness in pipeline on failure prediction using a failure probability model. The predicted failure assessment for the simulated corrosion defects discovered in corroded pipeline is compared with that determined by ANSI/ASME B31G code and a modified B31G method. The effects of environmental, operational, and random design variables such as defect depth, pipe diameter, defect length, fluid pressure, corrosion rate, material yield stress and pipe thickness on the failure probability are systematically studied using a failure probability model for the corrosion pipeline.     

钻杆缺陷漏磁检测有限元仿真分析

鉴于油田生产所用钻杆杆体检测较为困难,把漏磁检测的方法应用于钻杆的缺陷检测。选取Φ73mm钻杆为研究对象,基于漏磁检测原理应用,利用ANSYS有限元仿真软件进行了三维漏磁场有限元分析。通过对分析结果的参量研究,得到了关于缺陷尺寸、磁化气隙高度、内外壁缺陷等参数对钻杆缺陷漏磁场信号的影响递变规律。分析结果表明,缺陷处的漏磁场信号随缺陷直径增大先增强后减小,随缺陷深度增大呈线性增长趋势;磁化强度随气隙增大而减弱,内外壁缺陷信号差异并不十分明显。     

基于多相耦合的含缺陷埋地管道外爆破坏影响因素研究

含缺陷埋地管道受到外爆载荷作用时缺陷处可能会发生贯穿,并进一步引起管道大面积破坏。考虑含缺陷管道与管内流体的流固耦合作用、土体与管道间的接触作用,建立了土体-含缺陷管道-流体的外爆多相耦合模型。基于损伤积累的破坏准则,计算管道缺陷处在外爆载荷作用下的损伤积累比率,分析了管道破坏的损伤积累过程。通过对比不同缺陷深度、形状,探讨缺陷结构对管道破坏的影响;并通过改变炸药量、爆心距,探讨外爆载荷对管道破坏的影响。结果表明:缺陷损伤在壁厚方向外侧大于内侧,二者之间的差值随时间推移而减小,最终二者损伤达到极限使管道破坏。损伤值随缺陷深度的增加而增大,圆形缺陷要比菱形和椭圆形对爆炸波抵抗能力强80%;管道损伤速度随炸药量增加而增大,1 m爆心距比3 m的损伤值高出2140%,管道破坏对爆心距的敏感度高于炸药量。研究成果可为工程爆破施工和预防含缺陷管道的外爆破坏提供参考。     

Calculating the reliability of a straight line segment of a gas pipeline under crack-like defects

In the framework of the random number theory, a mathematical model describing gas pipeline nonfailure reliability according to crack growth resistance criterion when the crack resistance of the pipe steel, the operation pressure of the cargo gas, the diameter and wall thickness of the pipe, the Poisson ratio, the linear expansion coefficient of the pipe metal, the Young modulus, and the temperature drop through the wall are all distributed according to the normal distribution law, has been obtained. The permissible value of the mathematical expectation of the longitudinal crack length has been found under which the standard reliability and safe operation of a defect segment of a gas pipeline is guaranteed.     

In-pipe inspection robot with active pipe-diameter adaptability and automatic tractive force adjusting

An in-pipe robot with active pipe-diameter adaptability and automatic tractive force adjusting is developed for long-distance inspection of main gas pipelines with different diameter series. Its physical design employs the scheme that three sets of parallelogram wheeled leg mechanism are circumferentially spaced out 120° apart symmetrically. This structural design makes it possible to realize the adaptation to pipe diameter and tractive force adjusting together. On the basis of analyzing the mechanical actions of the adaptation to pipe diameter and tractive force adjusting, the related mechanical models are established, and their control system structure and control strategy are discussed. To verify the pipe-diameter adaptability and tractive force adjusting of the robot, related field experiments are implemented in actual underground gas pipeline. The experimental results show that the theoretical analysis in this paper is valid and the prototype of this robot can work well in actual underground gas pipelines. Compared with other similar robots, this robot, which employs active mode for its adaptability to pipe diameter, can be adaptable to the wide range of gas pipeline diameters from 400 mm to 650 mm and automatically provide a stable and reliable tractive force with strong capacity of tractive force adjusting. As a mobile carrier for visual inspection and nondestructive testing to monitor block, corrosion, crack, defect, and wall thickness of main gas pipelines, its inspection range of one-time job in pipelines is extended beyond 1000 m.     

Causal analysis of natural gas station pipelines vibration and reduction measures

The existing studies on the strong vibration problem of the outbound process pipeline of a natural gas transfer station focus on the pipeline process with a compressor. This work proposes a structural innovation to eliminate the pipeline vibration without compressor by experiment and numerical simulation. A simulation model was established based on the physical dimensions. Hammer test and finite element method validated the proposed model for natural gas stations pipelines. It was found that in branch 1 and 2 occur the first two coupled modes. In addition, three kinds of vibration reduction schemes, such as increasing sleeve and increasing pipe diameter, are proposed to increase the pipe rigidity and reduce the excitation force to control the vibration. It is revealed that adding sleeves to the branch pipes 1 and 2 can better suppress pipe vibration by referring to related evaluation standards. This case shows that performing variable-condition vibration testing and spectrum characteristics analysis of pipelines can easily reveal the main vibration sources and provide solutions for pipeline vibration reduction treatment.

     

载荷作用下管道漏磁内检测信号定量化研究

管道漏磁内检测技术是国际公认的长输油气管道安全维护的最有效方法。为解决载荷作用下长输油气管道漏磁内检测信号定量化问题,本文基于J-A理论建立了改进的三维磁荷数学模型,分析了管道缺陷在内压作用下的磁力学效应对漏磁信号的影响规律,研究了外部载荷作用下缺陷尺寸对漏磁信号影响规律,并通过系统的实验验证了理论模型的正确性。研究结果表明：管道内压增加,材料磁化强度减小,漏磁信号径向分量和轴向分量呈指数函数下降规律;漏磁信号径向分量峰值和轴向分量极大值随着缺陷深度增加而增加,增长率逐渐降低,特征值分别变化6.5%和14.7%;径向分量峰值增长率随长度增加而逐渐降低,轴向极大值线性减小,特征值分别变化21.0%和36.8%,轴向分量对缺陷深度和长度变化更敏感。