油气管道焊缝凹陷韧性损伤研究

针对含焊缝凹陷管道的失效问题,以X80管线钢为研究对象,采用临界空穴扩张比韧性失效准则与数值模拟相结合的方法对管道焊缝凹陷损伤程度进行了研究,探讨了焊接残余应力应变、焊缝余高、凹陷深度、压头尺寸、内压和偏移距离对焊缝凹陷损伤的影响。结果表明:焊接残余应力应变和焊缝余高使管道焊缝凹陷损伤值增大;焊缝凹陷损伤值随凹陷深度的增加而增大;随着内压的增加,损伤值增幅最大值点在凹陷侧部;压头与管道接触面积越小,焊缝凹陷损伤值越大;凹陷偏移达到一定距离时,凹陷附近的损伤值超过焊缝附近的损伤值,此时凹陷可以视作普通凹陷。     

波动内压作用下油气管道凹陷再圆分析

油气管道正常运行的实际工况中,管道工作内压存在波动。分析波动内压作用下油气管道凹陷的再圆过程对于保证管道凹陷安全性评价结果至关重要。鉴于此,利用ABAQUS有限元软件,分析了管道壁厚、压头几何形状、管道初始凹陷深度等对管道凹陷弹性回弹以及在不同波动内压载荷作用下管道凹陷再圆的影响,并借助MATLAB非线性拟合功能得到了无内压作用时,管道凹陷回弹系数计算经验公式和在波动内压作用下管道凹陷再圆系数的计算经验公式。研究结果表明：管道壁厚越大、凹陷深度越深、凹陷沿轴向区域增大时,管道凹陷的回弹系数随之增大,管道凹陷发生弹性回弹愈加困难;管道波动内压峰值压力越大,管道凹陷再圆越明显;当管道波动内压确定时,管道凹陷越深、凹陷轴向区域越大和管道壁厚越大时,在遭受管道波动内压的作用下,管道凹陷不容易发生周期性的再圆,从而具有较强的抗疲劳损伤与抗失效能力。所得结果可为油气管道凹陷的安全评估提供参考。