沉降区埋地天然气管道焊缝应力分析及其对管道的影响_中国煤炭行业知识服务平台

沉降区埋地天然气管道焊缝应力分析及其对管道的影响

作者

徐冠中杨帆
单位

济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司中国市政工程华北设计研究总院有限公司
摘要

对于长输天然气管道而言，位于沉降区的埋地管道特别容易受到周围地质环境的影响，导致管道出现悬空现象，进而威胁管道运行的安全性。利用Abaqus软件对管道悬空状态下的焊缝应力进行了分析。结果发现，管道的最大应力和应变主要集中在悬空段与埋地段相交接区域，最大位移则出现在悬空段中部位置，当焊缝正好处于该位置时容易发生应力集中现象。正常情况下管道的安全悬空长度为115 m。当天然气管道焊缝存在缺陷问题，比如错边缺陷和斜接缺陷，焊缝部位更加容易出现应力集中现象，使得管道的安全悬空长度出现很大程度降低，威胁着天然气管道运行过程的可靠性和安全性。
关键词

沉降区天然气管道焊缝应力错边缺陷斜接缺陷
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目(51301197)；
文章目录

1 沉降悬空管道及其受力情况概述
2 沉降悬空管道有限元模型建立
2.1 主要模型参数
2.2 单元类型选择及网格划分
2.3 土体和管道模型的建立
2.4 边界条件设置
3 模拟结果分析与讨论
3.1 沉降悬空管道焊缝应力分布特点
3.2 悬空段长度对管道应力分影响
4 焊缝缺陷对天然气管道的影响研究
4.1 环焊缝错边缺陷对管道的影响
(1)环焊缝错边结构。
(2)环焊缝错边缺陷对管道受力的影响。
4.2 环焊缝斜接缺陷对管道的影响
(1)环焊缝斜接结构。
(2)环焊缝斜接缺陷对管道受力的影响。
5 结论
引用格式

徐冠中,杨帆.沉降区埋地天然气管道焊缝应力分析及其对管道的影响[J].能源与环保,2023,45(01):123-128.DOI:10.19389/j.cnki.1003-0506.2023.01.019.
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