轴向应力对腐蚀缺陷管道极限内压的影响 被引量：10

1

作者 赵鹏程 帅健 +1 位作者 唐雨 许葵 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期70-75,共6页

为研究轴向应力对腐蚀缺陷管道极限内压的影响,采取非线性有限元分析法,建立轴向应力和内压作用下的管道三维有限元模型,利用文献中的爆破试验数据验证模型后,分析不同腐蚀缺陷参数、材料参数在轴向压应力和轴向拉应力作用下对应的管道... 为研究轴向应力对腐蚀缺陷管道极限内压的影响,采取非线性有限元分析法,建立轴向应力和内压作用下的管道三维有限元模型,利用文献中的爆破试验数据验证模型后,分析不同腐蚀缺陷参数、材料参数在轴向压应力和轴向拉应力作用下对应的管道极限内压变化情况,提出轴向应力作用下的腐蚀缺陷管道极限内压预测公式。结果表明:轴向压应力会造成缺陷管道极限内压降低,极限内压受轴向应力影响程度不同,缺陷几何尺寸越小,轴向应力对管道极限内压的作用效果越明显;轴向拉应力会造成管道极限内压略微升高,且轴向应力越大,作用效果越明显;不同腐蚀缺陷几何尺寸的管道屈服强度越高,轴向应力作用效果越不明显;所建立的极限内压预测公式,预测精度较好,可用于腐蚀缺陷管道极限内压的计算。 展开更多

关键词 腐蚀缺陷 管道 有限元分析 轴向应力 极限内压

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含点蚀缺陷高钢级弯管的极限承载能力研究

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作者 张延兵 张涛 +2 位作者 孙佶沛 赵永涛 张颖 《常州大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期75-84,共10页

在油气管道运输过程中,由于荷载和腐蚀介质等因素,弯管相比直管更容易发生腐蚀。以点蚀缺陷为研究对象,建立含有点蚀缺陷弯管的三维非线性有限元模型,进一步分析了点蚀缺陷的位置、缺陷的几何形状和管材性能等因素对弯管极限内压的影响... 在油气管道运输过程中,由于荷载和腐蚀介质等因素,弯管相比直管更容易发生腐蚀。以点蚀缺陷为研究对象,建立含有点蚀缺陷弯管的三维非线性有限元模型,进一步分析了点蚀缺陷的位置、缺陷的几何形状和管材性能等因素对弯管极限内压的影响。研究结果表明,含点蚀缺陷弯管的极限内压受缺陷相对位置的影响,当缺陷位于弯管的内拱时,弯管的极限内压最小;含点蚀缺陷弯管的极限内压同样受缺陷尺寸的影响,极限内压随点蚀缺陷深度增加而减小,随点蚀缺陷半径增大而减小;管道尺寸、管道弯曲半径和管材性能等敏感因素也会对管道极限内压产生影响。研究结论对于含缺陷弯管的安全评定有一定的参考价值。 展开更多

关键词 点蚀 弯管 极限内压 有限元分析 等效应力

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基于有限元法的管道裂纹应力分析及失效评定 被引量：3

3

作者 孙颖 袁野 吕超 《徐州工程学院学报（自然科学版）》 CAS 2020年第4期48-53,共6页

针对裂纹处的应力集中和分布不均匀等原因造成天然气泄露的问题,采用有限元模拟方法,通过空间模型的建立,研究裂纹尖端的应力大小和分布,得到管道的应力强度因子,并与理论值进行比较验证;综合考虑各种因素对裂纹管道应力强度因子的影响... 针对裂纹处的应力集中和分布不均匀等原因造成天然气泄露的问题,采用有限元模拟方法,通过空间模型的建立,研究裂纹尖端的应力大小和分布,得到管道的应力强度因子,并与理论值进行比较验证;综合考虑各种因素对裂纹管道应力强度因子的影响,采用CEGB R6方法评估裂纹管道的安全性.研究结果表明:管道在内压作用下,管道裂纹尖端处出现较大的应力集中现象,管道的最大等效应力出现在管道裂纹前缘,最小等效应力出现在管道裂纹的中间;随着管道直径和裂纹半长的增大,等效应力随之增大;随着管道壁厚的增大,等效应力逐渐减小;应力强度因子随着管道壁厚的增加而减小,随着裂纹半长和管道直径的增大而增大;裂缝管道脱离安全区的内压随壁厚的增大而增大,随管径、裂纹半长的增加而减小. 展开更多

关键词 管道 裂纹 泄漏 有限元 极限内压 应力强度因子

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含不同尺寸裂纹管道极限内压的有限元模拟及计算公式修正 被引量：3

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作者 褚睿峰 马廷霞 +2 位作者 刘维洋 郭杨柳 崇哲文 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期72-77,共6页

建立了含热影响区裂纹X80焊接管道模型,模拟了残余应力分布并进行了验证;采用有限元方法模拟得到有、无焊接残余应力以及不同裂纹尺寸下焊接管道的极限内压,并与ASME B31G标准、DNV RP-F101标准和PCORRC方法计算得到的进行对比;结合PCO... 建立了含热影响区裂纹X80焊接管道模型,模拟了残余应力分布并进行了验证;采用有限元方法模拟得到有、无焊接残余应力以及不同裂纹尺寸下焊接管道的极限内压,并与ASME B31G标准、DNV RP-F101标准和PCORRC方法计算得到的进行对比;结合PCORRC方法和有限元模拟结果修正了极限内压计算公式。结果表明:无论是否存在焊接残余应力,焊接管道的极限内压均随裂纹深度或长度的增大而降低,且焊接残余应力对极限内压的影响随裂纹长度的增大而减小;3种方法计算得到的极限内压均随裂纹深度的增大而降低,但裂纹越深,计算结果与模拟结果的误差越大;采用修正公式计算得到含表面裂纹管道和含热影响区裂纹焊接管道的极限内压和模拟结果的相对误差分别在8%,7%以内,说明此极限内压计算公式具有一定的工程适用性。 展开更多

关键词 X80钢管 极限内压 焊接残余应力 有限元

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基于有限元的含缺陷弯管塑性极限载荷分析 被引量：2

5

作者 丁宁 吴瑶晗 +1 位作者 刘慧 吴霞 《石化技术》 CAS 2020年第11期109-110,共2页

由于管道内介质流速高,易对弯管外拱内壁位置冲刷引起管壁减薄或产生凹坑,降低弯管的承压能力,影响管道安全运行。本文以某输气增压站内的90°长半径弯头为研究对象,采用有限元方法对其极限承载能力进行分析,并研究了缺陷长度、深... 由于管道内介质流速高,易对弯管外拱内壁位置冲刷引起管壁减薄或产生凹坑,降低弯管的承压能力,影响管道安全运行。本文以某输气增压站内的90°长半径弯头为研究对象,采用有限元方法对其极限承载能力进行分析,并研究了缺陷长度、深度、弯管径厚比等参数对塑性极限载荷的影响规律。基于大量有限元结果拟合得到含缺陷弯管的塑性极限内压计算公式,为含缺陷弯管安全评估提供初步评判依据。 展开更多

关键词 体积型缺陷 弯管 极限内压 有限元 塑性失效

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储气井在极限内压条件下破坏形式的实验研究 被引量：2

6

作者 陈祖志 石坤 +2 位作者 李邦宪 段志祥 刘东学 《化工设备与管道》 CAS 2012年第2期15-17,共3页

参照压力容器爆破试验方法,对储气井进行了模拟构件的极限内压实验研究,得出了储气井在极限内压条件下的破坏形式是漏而不破,泄漏原因是由于螺纹连接部位发生了塑性变形;泄漏时,储气井除螺纹连接头外的部位强度尚有一定的余量,表明螺纹... 参照压力容器爆破试验方法,对储气井进行了模拟构件的极限内压实验研究,得出了储气井在极限内压条件下的破坏形式是漏而不破,泄漏原因是由于螺纹连接部位发生了塑性变形;泄漏时,储气井除螺纹连接头外的部位强度尚有一定的余量,表明螺纹连接头是储气井强度的薄弱环节。 展开更多

关键词 储气井 极限内压实验 破坏形式

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双区域断丝PCCP极限内水压力及破坏模式研究 被引量：1

7

作者 张宽 冯新 +1 位作者 李海珍 刘贤良 《混凝土与水泥制品》 2022年第7期45-49,68,共6页

为研究腐蚀断裂对预应力钢筒混凝土管(PCCP)失效的影响,建立了PCCP双区域断丝三维非线性管-土相互作用有限元模型,得到了不同间距轴向双区域断丝情况下管道的损伤演化、失效模式和极限承载能力。结果表明,断丝区域间距越大,相互影响越小... 为研究腐蚀断裂对预应力钢筒混凝土管(PCCP)失效的影响,建立了PCCP双区域断丝三维非线性管-土相互作用有限元模型,得到了不同间距轴向双区域断丝情况下管道的损伤演化、失效模式和极限承载能力。结果表明,断丝区域间距越大,相互影响越小,当间距大于150 cm后,两个区域之间基本没有相互作用,其极限内水压力与单区域断丝的结果差别显著。研究结果可为PCCP实际工程中的双区域断丝损伤评价及承载能力分析提供参考。 展开更多

关键词 双区域断丝 极限内水压力 预应力钢筒混凝土管 失效模式 非线性有限元

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预应力钢筒混凝土管极限内压与损伤机理研究 被引量：1

8

作者 李海珍 冯新 +1 位作者 张宽 刘贤良 《混凝土与水泥制品》 2021年第12期29-33,41,共6页

通过建立运行期管线及其周围土体的非线性有限元模型,研究了预应力钢筒混凝土管(PCCP)在极限内压荷载下的损伤演化规律。结果表明:管线在工作压力及设计压力荷载下均可安全运行;随内水压力的进一步增加,管芯由受压转变为受拉状态,进而出... 通过建立运行期管线及其周围土体的非线性有限元模型,研究了预应力钢筒混凝土管(PCCP)在极限内压荷载下的损伤演化规律。结果表明:管线在工作压力及设计压力荷载下均可安全运行;随内水压力的进一步增加,管芯由受压转变为受拉状态,进而出现(微)裂缝损伤,且材料损伤先在管芯内侧出现,管芯损伤后钢筒应力迅速增加直至达到其屈服强度,达到弹性极限状态;在极限内压下埋地管线内外层材料失效位置不同,但材料损伤均由插口端向管体中部延伸。研究成果可为遭受水锤作用PCCP管线的损伤评价提供参考。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管(PCCP) 极限内压 损伤机理 失效模式 安全评价

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复杂载荷作用下立管触地段损伤管道极限内压承载力的数值分析 被引量：1

9

作者 代云云 冯新 +1 位作者 周晶 刘帅 《水电能源科学》 北大核心 2017年第12期100-103,共4页

触地段(TDZ)为在役钢悬链线立管(SCR)的关键部位之一,由于环境侵蚀和载荷作用可能形成损伤缺陷。利用有限单元法建立管—土相互作用的三维有限元分析模型,并基于ABAQUS有限元软件数值分析了体积损伤位置因素及提升端位移载荷、环境外压... 触地段(TDZ)为在役钢悬链线立管(SCR)的关键部位之一,由于环境侵蚀和载荷作用可能形成损伤缺陷。利用有限单元法建立管—土相互作用的三维有限元分析模型,并基于ABAQUS有限元软件数值分析了体积损伤位置因素及提升端位移载荷、环境外压等载荷因素对损伤管道极限内压承载力的影响。结果表明,当体积损伤分布于TDZ管道不同的环向位置和轴向位置时,其极限内压呈一定的变化规律;当管道所受提升端位移载荷增加时,管道的极限内压逐渐降低;而环境外压对管道的极限内压承载力影响较大,管道所受的环境外压越大,其极限内压承载力越高。 展开更多

关键词 钢悬链线立管 触地段 极限内压 体积损伤 损伤位置 复杂载荷

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内压作用下含体积型缺陷弯管极限载荷研究 被引量：9

10

作者 王佳音 帅健 +3 位作者 刘道乾 孙伟 许葵 吕志阳 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期158-163,共6页

油气管道一旦发生泄漏失效容易引发爆炸等灾难性事故,而管路中的弯管段是容易发生失效的部分,弯管段承载能力的高低将影响整个管道系统的安全性。为了解决油气管线中弯管的失效问题,考虑几何和材料非线性,建立内压作用下含体积型缺陷弯... 油气管道一旦发生泄漏失效容易引发爆炸等灾难性事故,而管路中的弯管段是容易发生失效的部分,弯管段承载能力的高低将影响整个管道系统的安全性。为了解决油气管线中弯管的失效问题,考虑几何和材料非线性,建立内压作用下含体积型缺陷弯管的有限元模型,并与爆破试验结果对比验证模型的有效性,确定管道的失效判定准则。研究表明影响弯管极限载荷的主要因素有缺陷的几何尺寸、相对位置以及弯曲半径。基于模拟计算,讨论各因素对含缺陷弯管极限载荷的影响规律,通过对计算结果进行非线性拟合,提出内压作用下含体积型缺陷弯管的极限内压预测公式。该公式将为含缺陷弯管的剩余强度评价和完整性评价提供一定依据。 展开更多

关键词 弯管 体积型缺陷 塑性极限载荷 极限内压预测公式

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轴向腐蚀缺陷宽度对管道极限内压荷载的影响 被引量：4

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作者 苏晨亮 李昕 周晶 《油气储运》 CAS 2014年第7期723-728,共6页

针对海底管道的中高强度钢腐蚀极限内压预测问题,采用有限元弹塑性分析方法,考虑材料非线性和几何非线性,建立非线性分析模型并与试验数据进行对比分析,验证了有限元模型的合理性和准确性。基于有限元计算结果分析得出腐蚀深度、腐蚀长... 针对海底管道的中高强度钢腐蚀极限内压预测问题,采用有限元弹塑性分析方法,考虑材料非线性和几何非线性,建立非线性分析模型并与试验数据进行对比分析,验证了有限元模型的合理性和准确性。基于有限元计算结果分析得出腐蚀深度、腐蚀长度及腐蚀宽度对海底管道极限内压的影响,并回归得到了适用于轴向腐蚀管道极限荷载的计算公式。通过与腐蚀管道爆破试验数据和现有腐蚀管道计算方法的比较分析,验证了该方法能够得到较准确的结果,可为海底腐蚀管道在内压荷载作用下的评估提供一定的依据。 展开更多

关键词 钢质管道 腐蚀缺陷 极限内压承载 缺陷宽度

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