埋地输油管道“Ω”形自然补偿器的热力耦合分析

埋地输油管道在温度等荷载的作用下会产生较大的应力,作为管道必不可少的组成部分,自然补偿器有着分散管道过大应力的作用。基于非线性有限元方法,建立了"Ω"形自然补偿器的模型,用壳单元模拟管道,用非线性土弹簧模拟了管土相互作用。参考实际工程数据,分析了弯头回转角度对管道最大应力的影响,并讨论了不同温差与内压下自然补偿器对管道应力的降低作用。分析得到,使用90°的"Ω"形补偿器较为合理,内压较小时,补偿器能够更好的降低管道的应力水平。研究结果可为长输管道结构设计提供一定的参考。