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。

X80管道焊缝凹陷应力应变特征数值计算分析

针对含焊缝凹陷管道的失效和损伤问题,以X80管线钢为研究对象,基于热弹塑性理论对焊缝的熔覆过程进行了有限元模拟。将焊接残余应力以初应力方式与管道凹陷结合,研究了管道焊缝凹陷的应力-应变分布特征,并探讨了凹陷深度和内压对焊缝凹陷的影响。结果表明,焊缝凹陷应力-应变分布受约束、凹陷深度和焊缝余高的影响;焊接残余应力沿着焊缝至管道两端的方向逐渐减小,焊缝凹陷会导致焊接残余应力重分布,离凹陷越近,残余应力重分布越彻底;凹陷深度的变化不改变焊缝凹陷的应力-应变分布模式,只会影响焊缝凹陷的影响范围;内压会增大焊缝凹陷区域的应力,但不影响含焊缝凹陷管道的应力分布模式。