输油管道盗孔结构修复应力分析及结构优化设计

为了有效快速地修复输油管道盗油孔,建立了长距离油气管道有限元模型,利用ANSYS有限元分析软件对盗孔修复整体结构进行优化设计、耦合场分析及修复等系统化的仿真模拟。结果显示,盗孔及焊帽修复主要对盗油孔局部存在影响,结构改变造成应力集中,最大应力发生在孔的内边缘;补板修复方法最大应力发生管体开孔边缘处。研究结果表明,对于单一的盗孔,在相同压力下,补板修复方式产生的焊接残余应力最小,危险区数量最少,结构最为安全,是相对较好的盗孔缺陷修复方法。     

焊接修复打孔管道试验研究

输油管道被打孔后将严重影响正常的石油运输,孔洞焊接修复时产生的残余应力以及修补结构等所造成的应力集中都将大大降低管道的承载能力,输油管道的损伤也将给安全生产带来巨大隐患。通过对某段打孔管道进行压力试验,测试了其在内压下应力应变的分布情况,为综合分析打孔管道的剩余强度、确定孔洞及其修复结构对管道安全性能所造成的影响提供了依据。     

输油管道修复业现状及其发展趋势

随着输油管道运营时间的延长,管道在內外因作用下不可避免会出现各种损伤或缺陷, 因此采用合适可行的修复技术恢复管道的安全运行极其重要。文章综述了用于含缺陷输油管道的开挖外修复技术及非开挖内修复技术,介绍了各种修复技术的工艺方法及其特点,指出了我国管道修复业与国外的差距及发展方向。     

碳纤维复合材料补强技术在输油管道维修中的应用

大量统计数据表明．第三方损害及防腐层破损引起的腐蚀缺陷是威胁在役输油管道管道安全运行的主要风险因素。目前．针对机械损伤或腐蚀缺陷而尚未泄漏的管道．主要的修复技术包括：焊接、换管、夹具、纤维复合材料修复等。     

环焊缝根部内凹缺陷对管道内压承载性能的影响

环焊缝是工业钢质管道的重要结构,管道的环焊缝中常常存在一些焊接缺陷。环焊缝根部内凹缺陷是管道环焊过程中产生的一种体积型缺陷,该缺陷可引起较大的应力集中,降低焊接接头的承载性能。基于弹塑性有限元理论,建立了含内凹缺陷管道应力仿真模型,分析了服役压力和极限爆破状态两种典型工况下管道缺陷局部区域及管体应力分布规律,研究了内凹缺陷尺寸参数对管道结构完整性及极限内压承载性能的影响。结果表明,在正常服役压力下,内凹缺陷端部的等效应力最大约为18.59 MPa,而距离内凹缺陷区域较远的管体所承受的应力约为13.18 MPa。在极限爆破工况下,内凹缺陷区域出现较大面积的塑性区,该区域的最大等效应力约为469.5 MPa,超过了焊缝的抗拉强度451 MPa。另外,内凹缺陷径向深度、环向长度和轴向宽度尺寸会引起正常运行工况下管道的最大等效应力发生变化,等效应力变化幅度可达到25%,管道极限内压承载性能随内凹深度的增大而减小。     

基于有限元分析的管道焊接修复方法研究

焊接是打孔管道的常见修复方法,主要采用接管、补板、套管3种方式。焊接修复方法的选用和了解焊接产生的应力对油气管道安全运营具有重要意义。为了掌握不同焊接修复方法的修复效果和适用范围,运用非线性有限元方法进行管道在内压作用下的受力分析,研究屈服压力与极限载荷评估修复结构承载能力的优异性,得出相对较优的管道焊接修复方法,并比较各焊接修复管道中几何效应对承压能力的影响。结果表明,应采用屈服应力评估焊接构件的承载效果; 3种焊接修复方法中,采用套管修复方法后的管道承载效果最好,套管的几何尺寸对管道承载效果影响较小; 补板修复管道的承载效果位于中间,补板的几何尺寸越小,管道的承载效果越好; 接管修复管道的承载效果最次,接管的直径越小、厚度越大,管道的承载效果越好。     

石油天然气输送管道的缺陷评定方法及应用

石油天然气输送管道现场焊接以及运行过程中不可避免地产生各种缺陷，缺陷的存在势必会影响到管道的运行，因此管道焊接缺陷评定对于管道的安全可靠性具有重要意义。本文重点介绍了石油天然气输送管道缺陷评定方法，简要分析了应用R6方法的缺陷评定过程并对典型缺陷进行了评定。     

管道在役焊接修复残余应力分析及应用

目前,对在役焊接的研究多集中在套袖焊接接头变形过程与失效机理方面,对套袖的焊接尺寸和应力分布研究较少。为研究管道在役焊接修复残余应力的分布规律及影响区域,采用ANSYS软件建立套袖焊接有限元模型,分析焊接线能、套袖壁厚、管径及压力对套袖焊接残余应力分布的影响,确定套袖最佳壁厚的计算方法,探究管道壁厚、外径、压力及缺陷尺寸与腐蚀应力分布的关系,建立套袖焊接尺寸计算准则并进行现场应用。研究结果表明：套袖焊缝边缘的轴向应力最大,易出现应力破坏现象,焊缝外侧为压应力,内侧为拉应力,主要与熔池冷却收缩效应有关;在熔池冷却收缩和对流换热共同作用下,焊接残余应力分布随套袖壁厚的增大而增大,焊接线能、管径和压力的影响作用可忽略;应力峰值随套袖壁厚的增大先减小再增加,套袖壁厚选取临界壁厚值时焊接点出现氢致开裂的风险最低。所得结果对管道修复时确定套袖的壁厚和焊接尺寸具有指导意义。     

打孔管道焊接残余应力有限元分析

利用ANSYS有限元软件,对输油管道的螺旋焊缝焊接及被打孔后的修补焊接过程进行了三维热-固耦合数值模拟.计算时通过合理设计单元精度、采用变步长等方法保证了求解精度与速度,获得了焊接过程温度场、应力场的变化规律.研究结果表明:在焊缝区及其周围存在着高焊接残余应力,最大值超过了管道材料的屈服极限.该分析对于输油管道焊接修复的安全施工具有指导作用.     

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。     

埋地输油管道开挖修复前后应力分析

对埋地输油管道修复挖开和重埋后的受力状况进行分析，建立了相应的力学模型，并给出了求解方法，为指导管道安全修复提供了一定的理论依据。可防止修复施工不当，导致管道局部应力过大而破裂，造成原油外泄，产生严重的经济损失和环境污染。     

长株管道安全运行1133天

中国石化湖南石油管道输油处担负精长岭首站到株洲末站的成品油输油管道管理工作。管道全长256．9公里,跨越群山峻岭。管道输油处充分利用ERP系统,强化输油管道巡护工作。确保了输油管道安全平稳运行。截至7月22日,管道已安垒运行1133天,实现了管道零占压、无打孔盗油事件发生。     

输油管道悬空管段应力计算

输油管道经常穿越特殊地段,管道有可能在洪水或地震等作用下产生悬空管段。悬空的管段在各种力的作用下可能会失效,严重时会出现断裂现象,给管道公司带来严重的损失。因此,有必要采取科学方法计算管道的应力,评估油气管道悬空管段的可靠性,制定措施,缓解事故后果的影响程度。在分析悬空管道受力模型和强度校核模型的基础上,计算并分析了某输油管道悬空管段的应力和可靠性,同时采用应力集中检测仪检测了该管段下游端50 m内的管道应力变化情况。结果表明,此悬空管段存在运行风险,清空管内存油有助于降低管道失效概率。对于浮管,水浮力缓解了管道的垂直方向受力情况,但增加了管道横向冲击力,会增加悬空管道的振动频率。应力集中检测仪现场测试数据表明：越靠近土壤端,悬空管道的应力值越大,该悬空管段的最危险点应该处于土壤区内。     

长输管道安装监督检验过程中对手工下向焊控制的要点

介绍了在长输管道安装监检中对焊接过程进行控制的要点,分析了手工下向焊过程中易产生的焊接缺陷,对焊接缺陷提出了防治措施。对焊接的全过程监督检查,督促施工单位严格执行焊接工艺评定,可有效控制焊接缺陷的产生,保障长输管道建成以后安全运行。     

马惠宁管道保卫战

我国西北地区打孔盗油重灾区的长庆马惠宁输油管道,每时每刻都在忍受着盗油分子的侵扰。几年来,长庆输油分公司的工作重心不得不从管道运行管理转到管道保卫和防范上。     

乙烯裂解炉管的运行损伤及焊接修复

文章分析了乙烯裂解炉管运行损伤的类型、性能变化特点及其对修复焊接性的影响,研究了渗碳炉管焊接裂纹性质和产生机理.试验证明,损伤炉管不仅内壁产生渗碳、氧化,在焊接应力作用下干粗大损伤晶界引发裂纹,还由于基体碳化物的聚集长大造成总体韧性下降,严重降低裂纹扩展抗力.裂纹属于高温低塑性裂纹.文中还探讨并总结了修复焊接的工艺方法和工艺原则.     

海底高压输油管道泄漏事故后果研究

为探究海底高压输油管道油品泄漏后在水体中的扩散规律,对水深为20 m的管道,建立二维泄漏扩散模型,采用流体体积法,模拟不同运行工况下的海底输油管道泄漏扩散过程。对比分析运行压力、水流速度以及泄漏孔位置对油品扩散范围的影响,结果表明：运行压力<3 MPa的输油管道正上方发生小孔泄漏时,溢油到达水体表面的时间随管道运行压力的上升而缩短;如果管道运行压力>3 MPa,随着管道运行压力的上升,油品到达水体表面所需的时间基本不再变化;不同管道运行压力下的输油管道侧方发生小孔泄漏时,泄漏油品到达水体表面所需时间相近,均为30～34 s,且泄漏后的相同时间内管道运行压力越大,油品向下游的迁移距离越远。本研究对海底高压管道泄漏的应急抢险具有一定指导意义。     

含缺陷管道补强修复技术发展及应用现状分析

油气输送管道在服役过程中会受到许多因素的影响而产生各种缺陷。这些缺陷的存在及其发展会影响管道的安全性．有效地修复这类缺陷是确保管线安全运行和提高油气集输效益的关键技术措施。通过对常用含缺陷管道补强修复方法特点的比较及对玻璃钢补强修复技术的应用现状与发展态势分析．指出目前已开发及使用的管道修复方法均存在一些不足．研究开发出具有更高强度和良好施工工艺性能的补强修复技术及产品，加强管道缺陷检测及安全评价等配套技术的开发，是今后研究中急需加强的工作。     

海底输油管道腐蚀剩余寿命评估

以受腐蚀海底输油管道中的应力超过屈服应力极限为失效形式,基于第4强度理论进行管道中相当应力的计算,在此基础上提出一种管道腐蚀剩余寿命的预测方法,并用于海底受腐蚀管道的检测修复;此外,提出一种考虑腐蚀裕度的管道腐蚀剩余强度预测方法。     

海底输油管道腐蚀剩余寿命评估

以受腐蚀海底输油管道中的应力超过屈服应力极限为失效形式,基于第4强度理论进行管道中相当应力的计算,在此基础上提出一种管道腐蚀剩余寿命的预测方法,并用于海底受腐蚀管道的检测修复;此外,提出一种考虑腐蚀裕度的管道腐蚀剩余强度预测方法.