管道小尺寸缺陷损伤仿真模拟研究.pdf

第48卷第4期 化 工 设 备 与 管 道 Ve1．48 No．4 2011年 8月 PROCESSEQUIPMENTPIPING Aug．2011 · 管 道 与 管 件 · 管道小尺寸缺陷损伤的仿真模拟研究 孟庆武， 于心泷， 叶卫东， 万家瑰 (东北石油大学，黑龙江 大庆 163318) 摘 要：为了分析评价小尺寸缺陷形态对大口径管道承压能力的影响，利用ANSYS有限元法对承受一定内压力的 带有小尺寸缺陷的管道应力水平进行 了模拟分析，计算分析结果表明：随着缺陷长度的增加、缺陷宽度的减小或者 缺陷深度的增加，管体的最大应力值增加，缺陷深度的影响程度远大于缺陷长度和宽度 ，而且缺陷长度顺着管道轴 向方向分布时的管体应力值最大。 关键词：管道； 小尺寸缺陷； 承压能力；ANSYS；有限元 中图分类号：TQ055．8 l；TH140 文献标识码：A 文章编号：1009—3281(2011)04-0043-03 SimulationResearchforSmallDefectinPipeline MENGQing-WU， YUXin-long， YEWei·dong， WANJia—gui (NortheastPetroleumUnivemity，Daqing 163318，China) Abstract： Inordertoanalyzeandevaluatetheinfluenceofsmallsizedefecttothepressurebearingcapacityoflargediameterpiping， ANSYSwasappliedtocarryoutthesimulationandtoanalyzethestressesinthepipewithsmallsizedefectandsubjectedtointernal pressure．Itwasshownintheresultthatwiththeincreaseofthedefectlength，thedecreaseofthedefectwidthandincreaseofthede— feetdepth，themaximum stressinpipewillincrease．However，theinfluenceofdefectdepthisnluehlargerthanthatofdefectlength andwidth．Moreover，whenthelengthofdefectisalongtheaxialofpipe，thestressinpipereachesthemaximum value． Keywords： piping； smallsizedefect； pressurebearingcapacity； ANSYS； finiteelementmethod 随着输油和输气管道投产运行年限的增加，大 口 为腐蚀坑，腐蚀坑的形态特点为中间区域较深而到 径管道的管体腐蚀程度不断加剧 ¨。。对于大面积腐 边缘逐渐变浅的椭球坑，因此，在管道模型外壁上建 蚀缺陷和整体均匀腐蚀来说，相关的管道检测和评估 立出椭球长轴与管线轴线方向成一定角度的椭球坑 标准以及一些工程应用积累的经验公式可以比较准 模型，如图1所示。椭球坑的长轴、短轴以及切人壁 确地计算出管道的承压能力 。而对于小面积的腐 厚深度分别对应实际腐蚀坑的长度、宽度和深度。 蚀缺陷和施工损伤缺陷，缺陷的尺寸变化以及形态取 向对于管道承压能力的影响有待于进一步研究_8。。 L…——．J￡—一…——． 本文以377mill大 口径管道为例，建立模拟小尺寸缺 陷形态的有限元模型，计算分析小尺寸缺陷对管道承 压能力的影响，为大口径管道的运行和修复提供工程 产 参考，并为管道的完整性评价提供指导。