含缺陷石油管道应力分析

以陆地输油管线和海底输油管线为例，介绍了石油管道的受力情况，重点分析了管道现场焊接接头区，管道施工与运行过程中通常可能出现的缺陷以及应力分布，为管道设计和建设及建立适合于我国实际情况的油气管道缺陷评定规范提供了基础理论依据。     

含腐蚀缺陷管道安全性研究

鉴于我国管道腐蚀现象严重的问题,从管道腐蚀环境及类型着手,利用有限元分析方法开展了含缺陷管道剩余强度评价研究。     

含双体积型腐蚀缺陷管道的有限元应力分析

某常减压蒸馏装置减压炉3路出口第2个弯头后直管经超声测厚发现腐蚀减薄严重。以此管道为样本,用有限元软件模拟了含双体积型腐蚀缺陷管道的应力状态,研究了平底方形、椭圆底方形两种体积型腐蚀缺陷及组合缺陷之间的距离对管道最大等效应力的影响规律。结果表明:当双平底缺陷、双椭圆底缺陷和组合缺陷之间的距离分别大于等于500,160和300 mm时,两缺陷互不干涉,可分开评定其对管道剩余强度的影响。     

含缺陷管道的安全性评价

输油管道在输送介质和外界因素的影响下不可避免的将产生各种缺陷。我国现有的长输管道中60%以上已经运行多年,对这些管道进行安全评价的工作是十分必要的。对管道安全性进行评价的方法各具有其优缺点,相比较而言,适用性评价技术的实用性更强、更利于工程应用。     

含凹痕缺陷管道的有限元分析研究

采用有限元分析软件ANSYS对含有凹痕缺陷的管道应力分布进行了研究,建立了压力管道有限元模型.研究基于VON M ISES准则,分析了凹痕对管道应力值的影响。本文结合现场实际对数学模拟进行了数值计算,在不考虑管道运行范围的前提下,研究了凹痕对压力管道的疲劳寿命影响的主要因素,并对施工及管理现场提供理论指导及解决方案。     

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。     

含腐蚀缺陷管道的安全评价

分别用有限元法和标准SY/T6151-1995的方法分析计算了含腐蚀性体积缺陷弯管的极限载荷和安全服役状况,结果表明:两种方法的计算结果接近;标准SY/T6151-1995所编制的分析评定软件,可简便而有效地评价管道腐蚀损伤。     

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。     

含轴向缺陷管道的爆破压力计算方法研究

对含轴向缺陷管道的爆破压力做了研究,将几种国际上流行的计算管道爆破压力公式中的流变应力以及鼓胀系数进行重新组合,并将计算结果与试验数据进行比较,得出流变应力是影响爆破压力的主要因素,并且得出在相同的鼓胀系数下,采用BS7910中的流变应力计算结果更接近试验数值。在用NG-18方程评价或计算管道的爆破压力时,采用修正后的ASME B31G准则中的鼓胀系数和BS7910中的流变应力是一种比较理想的结合。     

含缺陷石油管道极限承载能力分析

含缺陷的长输管线运行不安全 ,甚至可能导致管线失效。为此 ,研究了缺陷种类和尺寸对焊管极限承载能力的影响 ,并采用实物水压爆破试验进行了部分验证。由MPC -Prefis软件计算了X52ERW钢管在不同外表面裂纹尺寸下极限承载压力的变化规律 ,采用B31G公式计算含体积型缺陷钢管的极限承载能力。最后指出 ,对含表面裂纹缺陷的钢管 ,采用改进的B31G公式计算结果与实测值较接近 ,但在工程使用时偏于危险 ;采用API 579方法及Newton -Raphson公式计算结果偏于保守 ,且当裂纹尺寸达某一临界值后无法使用 ,对于含腐蚀性缺陷钢管 ,基于塑性失效准则的非线性有限元法能准确预测其极限承载能力     

压力容器和管道缺陷部位的应力计算

在压力容器和管道各种缺陷部位应力计算式的基础上，提出了表面缺陷部位薄膜－弯曲应力的通用计算式，以及棱角、对口错边、未焊透及裂纹等缺陷部位最大弯曲应力的通用计算式。     

含缺陷管道剩余强度评价方法

针对不同的缺陷类型,介绍了国内外含各种缺陷管道的剩余强度评价方法及其进展,阐述了剩余强度评价的技术思路。提出了目前剩余强度评价方法及理论中需要完善和改进的若干方面。     

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。     

栈桥结构对栈桥管道应力影响的分析研究

在海上油气田群开发中,两个平台在风、波浪、船舶靠泊等载荷作用下发生相对运动,通过与平台连接的栈桥带动栈桥管道运动。为了保证平台安全生产,需对栈桥管道应力进行分析研究。目前,国内外大部分工程公司通常忽略了栈桥结构对栈桥管道应力的影响,或将栈桥结构模拟为无质量刚性件导致应力分析结果不够真实。以某海上油田项目中平台栈桥管道为例,应用CAESARⅡ软件详细介绍了在栈桥管道模型中导入栈桥结构的模拟方法,总结了栈桥上管道支架的位移分配规律,对比分析了管道模型与联合模型计算应力比、支架载荷、法兰泄漏和管道固有频率的差异,为以后栈桥管道设计和分析计算提供有价值的参考。     

浅析水锤对管道应力计算的影响

石油化工装置中,阀门突然开启或关闭、水泵突然停止、骤然启闭导叶等现象存在的管系普遍存在不同程度水锤效应。由于水锤产生的瞬时压强可达管道中正常工作压强的几十倍甚至于数百倍,可对阀门、泵、管道等产生破坏作用。介绍了水锤的成因以及危害,通过计算分析了水锤对管系的影响,结合实际管道应力计算示例提出了减小水锤影响的布置方案;并对如何减小水锤压强等提出了建议。     

组合载荷下含缺陷管道的工程评定技术研究

制造和使用过程中管线不可避免地会存在各种缺陷 ,而且空间布置的管线导致管线受载复杂 ,当介质在高温、高压、易燃、易爆时必须要确保管线的安全运行 ,因此必须对含缺陷压力管道进行安全评定。鉴于此 ,就空间含缺陷管道评定中所需的极限载荷和Lr 参量进行了研究 ,基于净截面垮塌准则和Von -Mises屈服准则 ,推导了空间含缺陷管道在拉伸、弯曲、扭矩和内压组合载荷下的极限载荷方程 ;针对组合载荷作用下的含缺陷管道提出了求解Lr 参量的联立方程法、通用加载方程法和工程图解法。对现有国内外规范进行了补充和完善 ,对含缺陷管道的失效评定具有重要意义     

基于应力设计的管道环焊缝缺陷评估

为了更为准确地评估基于应力设计管道环焊缝的缺陷尺寸,利用C#语言开发了管线钢管环焊缝宽板拉伸试验预制预测评估系统,基于国际上通用的焊缝缺陷评定规范API 1104,采用水平一(图表法)和水平二(失效评定图法)分别在不同的输入参量下对X80管线钢管进行了安全评定。结果表明,水平一(图表法)的评估结果更为保守,会低估管道的安全裕度;水平二(失效评定图法)的评估结果具有更好的工程实用性。     

含缺陷管道剩余强度评价方法探讨

在役管道的安全可靠运行是目前世界各国油气储运行业普遍关注的重大课题,而在役压力管道剩余强度评价是保障管道安全可靠运行的基础工作,其评价结论直接为管线的运行参数提供理论依据,同时指导管线的安全生产管理。阐述了在役管道剩余强度的评价方法,比较了各种评价方法的优缺点。通过对比得出,有限元法能对较为复杂的管道腐蚀缺陷进行数值模拟,是管道剩余强度分析的一种有效的评价方法。