含腐蚀缺陷燃气管道极限载荷的有限元分析

利用有限元弹塑性分析方法,对含腐蚀缺陷的燃气管道进行了非线性分析,研究了腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对燃气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美国机械工程师学会标准ASME B31G计算的结果进行对比,证明采用有限元方法分析腐蚀缺陷管道的可行性.     

含腐蚀缺陷燃气管道极限载荷的有限元分析

本文利用有限元弹塑性分析方法,对含腐蚀缺陷的燃气管道进行了非线性分析,研究了腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对燃气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。     

ANSYS法对含腐蚀含缺陷管道的剩余强度评价

文章采用ANSYS有限元法对含有缺陷的天然气管道的剩余强度进行分析,分析轴向腐蚀缺陷的长度和深度对管道剩余强度的影响,以及周向腐蚀、均匀腐蚀对管道剩余强度的影响.分析表明:采用有限元方法对含腐蚀缺陷管道计算剩余强度是可行的,以及各种腐蚀状况下管道的剩余强度.有限元分析法可为实际工程应用提供理论参考依据.     

含腐蚀缺陷管道剩余寿命预测方法研究

以天然气加热炉管为研究对象,针对含缺陷管道剩余寿命预测问题,分别基于ASME-B31G准则和有限元分析、优化设计理论,建立了计算含腐蚀缺陷管道剩余寿命的方法,根据天然气加热炉管的检测数据,应用建立的两种计算方法对天然气加热炉管剩余寿命进行了预测计算,并对两种剩余寿命预测方法、预测结果进行了讨论分析。     

含腐蚀凹坑缺陷管道的极限载荷研究

腐蚀凹坑是石油与天然气输送及石化管道常见的缺陷之一 ,会使管道产生应力集中 ,抗疲劳载荷能力降低。为寻求腐蚀球形凹坑对压力管道极限载荷的影响 ,用有限元弹塑性分析法和试验方法 ,对含腐蚀球形凹坑缺陷的压力管道进行研究 ,得到了含不同球形腐蚀凹坑缺陷压力管道在内压和弯矩联合作用下的极限载荷。试验研究证明 ,在内压和外弯矩作用下 ,腐蚀球形凹坑底部应变值最大 ,并首先屈服 ,试验测定载荷 -应变曲线与有限元计算的基本一致 ,最大误差为 7 3 2 %。腐蚀凹坑半径相同时 ,管道的极限载荷随凹坑深度的增加而降低 ;而凹坑深度相同时 ,极限载荷随凹坑半径的加大而降低。     

含双腐蚀缺陷高钢级油气管道剩余强度研究

为了加强含双腐蚀缺陷高钢级管道的安全评价,基于塑性失效准则,利用Workbench有限元分析软件对缺陷处的等效应力和剩余强度进行了模拟,考察了缺陷长度、缺陷深度和缺陷间距等参数对剩余强度的影响,利用99%相互作用准则确定极限作用距离,形成双腐蚀缺陷剩余强度评价方法,并进行数据验证。结果表明,随着内压的增加,管道先后经历弹性阶段、屈服阶段和强化阶段;在缺陷深度较深时,轴向间距对缺陷轴向分布时的最大等效应力影响较大,不同环向间距下的最大等效应力几乎不发生变化。当相邻腐蚀轴向间距系数n小于2.5、相邻腐蚀环向间距系数c小于1.26时,需考虑缺陷间的相互作用和影响;修正后公式可用于计算含双点腐蚀缺陷的高等级钢剩余强度,结果较DNV-RP-F101规范更接近有限元分析结果,最大相对误差不超过1.74%。研究结果可为提高管道完整性管理水平提供理论依据和实际参考。     

外腐蚀管道玻璃钢补强有限元分析

文章论述了用有限元方法建立的外腐蚀管道玻璃钢补强力学分析模型，以及与该模型计算结果基本吻合的实验验证数据。分析了影响玻璃钢补强的因素，即，补强材料的特性、腐蚀管的材料性能、缺陷程度、输送参数等。计算表明，钢管和缺陷尺寸决定了补强片的最小厚度；相同内压和相同的缺陷下，管径越大，其要求的补强片厚度越大。为满足工程需要，文章讨论了2种外腐蚀管道补强的安全评价线图，在实际应用中，可以根据不同的管径和具体缺陷，对玻璃钢补强建立安全评价线图。     

输气管线多相腐蚀区失效压力的预测

结合有限元方法,多相腐蚀区缺陷的失效分析已经按照管道真实尺寸进行了爆管试验.已腐蚀的输气管线采用含有多种类型的人为机械缺陷的X65钢,这种钢已经多次作为输气管线的爆管试验材料.通过爆管试验,依据设计缺陷的尺寸、长度、宽度、深度和缺陷之间距离的不同,对输气管线上复合腐蚀缺陷的失效压力进行了测量.此外,对试验结果进行了模拟,并且同有限元方法进行了比较.有限元方法(FEM)的模拟结果显示:多相缺陷的失效压力低于单相缺陷的失效压力;将多相缺陷的总体长度看作单个缺陷长度时,如果其值接近缺陷间距时,其失效压力更接近于单相缺陷的失效压力.     

含体积型缺陷管道强度的有限元数学模型研究

石油天然气管道普遍存在因腐蚀造成的体积型缺陷,而且随着服役时间的延长不断恶化,最终导致管道破坏失效。本研究以保障管道运行安全为目的,对含体积型缺陷管道剩余强度进行了研究。利用有限元软件分析了由于管道内部腐蚀缺陷引起的表面应力场,归纳了引起管道表面微应变变化的影响因素,利用软件拟合出相应的方程,建立了管壁应变与影响因素对应的三维模型,为进一步进行管道安全评估提供基础理论依据。     

管道轴向内腐蚀极限荷载的数值仿真分析

为了研究轴向内腐蚀对管道极限荷载的影响,利用有限元软件ANSYS对轴向内腐蚀管道进行数值仿真分析。在分析中考虑了几何非线性和材料非线性,采用了线弹性-线性加工强化模型和BinFu失效准则,得到了不同腐蚀尺寸对极限荷载的影响以及管壁缺陷处的应力分布状态,同时拟合出了一个轴向内腐蚀极限荷载的回归方程。     

腐蚀缺陷对中高强度油气管道失效压力的影响

腐蚀管道评价规范ASME-B31G、BS7910、DNV-RP-F101、PCORRC大多以X60以下中低强度管道为研究对象,对X60以上中高强度油气管道的评价具有一定的保守性。笔者以X65和X80两种中高强度管材为研究对象,采用非线性有限元法分析了带腐蚀缺陷油气管道的失效压力,研究了腐蚀缺陷深度、腐蚀缺陷长度、腐蚀缺陷宽度和腐蚀缺陷位置对带腐蚀缺陷油气管道失效压力的影响,建立了包含腐蚀缺陷深度、腐蚀缺陷长度、腐蚀缺陷位置等参数的带腐蚀缺陷油气管道失效压力计算方法。与现有标准提供的计算方法和试验结果对比表明：本文拟合得到的计算方法误差小,保守性低,可以满足X60以上中高强度腐蚀管道失效压力的预测要求。     

不同尺寸双点蚀缺陷管道剩余强度分析

现有的双腐蚀缺陷管道剩余强度评价规范大多以轴向均匀腐蚀为研究对象,评价双点蚀缺陷管道时结果偏保守,导致管材浪费严重。利用非线性有限元分析方法,对含有交互影响双点蚀缺陷管道的剩余强度进行分析,验证了分析方法的可靠性。在此基础上,研究轴向间距对带有不同尺寸双点蚀缺陷管道失效压力的影响。分析表明:不同尺寸双点蚀缺陷,可将ls作为交互影响的临界间距,超过此间距,双点蚀缺陷相互作用可以忽略;由于腐蚀坑形状系数n的不同,相比直径差距,双点蚀缺陷深度差距对缺陷管道失效压力的影响明显增加;在双点蚀缺陷交互作用区间0ldls,双点蚀缺陷管道失效压力随轴向间距呈对数函数变化。     

城镇燃气管道隐患分析与治理措施

随着城镇的发展,很多燃气管道在城镇中被建设使用,这些燃气管道存在安全隐患。准确识别燃气管道的安全隐患,并制订相应的治理措施对预防燃气管道安全事故具有重要意义。根据近两年全国燃气管道事故的主要原因,对某城市燃气公司燃气管道隐患进行了调查分析,明确了该公司燃气管道存在的问题,提出了隐患的控制措施。结果表明,近两年全国城镇燃气管道泄漏事故主要原因为第三方施工破坏、管道腐蚀泄漏、车辆撞击和地质灾害等。该燃气公司燃气管道泄漏隐患中第三方施工破坏所占比例较低。根据燃气管道隐患分析的结果,提出了预防安全事故的措施,可为城市燃气管道运维提供参考。     

含蚀坑缺陷压力管道极限载荷预测分析

为评价含蚀坑缺陷压力管道极限载荷，基于CT扫描三维几何重构实体化几何模型建模方法，结合损伤力学分析方法，提出了基于CT扫描三维几何重构含蚀坑缺陷压力管道扩展有限元分析方法，即基于数字孪生的含蚀坑缺陷压力管道极限承载能力图像有限元分析方法，采用理论计算对该方法进行了准确性和可靠性验证。研究结果表明，重构模型与真实模型的几何结构参数最大误差不超过2.75%，证明重构方法在管道检测上是几何精确的，重构模型可用于工程计算；扩展有限元计算结果与DNV-RP-F101—2004、 PCORRC两种方法所得结果基本吻合，最大误差分别为8.877%和15.846%，证明基于扩展有限元方法的管道承载力预测方法可以满足工程应用需要。     

正交实验法在管道腐蚀因素分析中的应用

我国城市的燃气管网已逐渐进入事故多发期,土壤的外腐蚀、燃气对管道的内腐蚀及其他影响因素造成的管道损坏,都将导致恶性事故的发生。本文以正交实验法对早期低压燃气管道的腐蚀数据进行了分析,得出了影响管道腐蚀的主次因素和管道在不同因素下的平均腐蚀速率。     

天然气输送管道热弯钢管腐蚀缺陷的完整性评价

为了评价天然气输送管道热弯钢管腐蚀缺陷的完整性,分别对热弯钢管及含腐蚀热弯钢管进行了有限元分析(FEA).对热弯钢管有限元分析的结果表明,应变在拉伸区域轴向为正值,在压缩区域轴向为负值,而径向应变分布却与此相反,且钢管的壁厚和应变与弯曲角无关.通过对不同壁厚、平均壁厚、含对称腐蚀缺陷以及含非对称腐蚀缺陷热弯钢管爆破压力...     

管道补焊强度有限元分析

用三维弹塑性有限元法对油气管道补焊强度进行了模拟分析和计算,并将计算结果与实际水压爆破试验结果进行了比较,两者差值小于10％。模拟计算了补疤焊缝U形和类裂纹两类缺陷深度对泄漏压力的影响,最后得到了该管道两类缺陷的极限深度。     

城市燃气管网腐蚀与聚乙烯管技术的应用

城市燃气管道严重腐蚀穿孔和焊口开焊,管线开裂,冻裂现象频繁发生。管道的腐蚀速度逐年加快,腐蚀面积逐渐加大,造成燃气泄漏,引发多起天然气爆燃、爆炸事故;本文针对管道的腐蚀问题,探讨腐蚀原因,并提出了解决的方法和途径。     

2012年第4期导读

<正>本期论文广场栏目中,体积型腐蚀缺陷对管道爆破压力影响的三维有限元分析一文,利用三维有限元方法,系统研究了不同表面参数、不同深度的体积型缺陷对管道爆破压力的影响,并得出了结论。煤层气井水力射流泵排采的适应性研究一文,提出了应用射流泵进行煤层气井排采的工艺方法。双壳体小流量离心泵的设计和应用一文,介绍了为煤制油装置试制煤浆泵的设计过程和应用情况。     

燃气管道的内防腐蚀问题

由于管内腐蚀造成的燃气泄漏、爆炸事故占有相当大的比例,而管道经内涂层后可有效抑制内腐蚀的发生,从而提高管道的安全性。另一方面,燃气管道输送效率的高低是衡量输配工程管道投产后运转好坏的主要标志之一,而管道输送效率与管道内壁的粗糙度有一定关系,发达国家用于燃气输配的管子内壁粗糙度比较小(美国0.02mmm、前苏联