含初始缺陷海底管道非线性屈曲失稳外压判别方法研究

海底管道处于深海高压环境,任何微小的缺陷都可能大幅降低管道的屈曲压力。将线性屈曲分析的屈曲模态作为初始缺陷的参考值,对受外压海底管道进行非线性有限元分析。研究结果表明,受外压作用的海底管道在径向产生膨胀变形和压缩变形,而且变形沿轴向传播。基于径向压缩变形与膨胀变形的比值随外压的变化曲线规律,提出了判定海底管道非线性屈曲的临界外压的拐点方法,该方法能够准确判定临界外压值。应用拐点方法,分析了不同缺陷和径厚比下海底管道的临界外压。

基于有限元方法的滑坡地段输气管道应力分析

为了保障天然气长输管道的安全运行,需要探寻输气管道穿越滑坡地段的应力分布规律并采取应对措施,为此,采用CAESAR II软件和ANSYS软件对埋地输气管道纵向和横向穿越滑坡段进行了应力分析,并研究了滑坡体的位移量、土壤性质,管道外径、壁厚、内压和管材等对管道应力应变的影响。研究结果表明:1 CAESAR II的应力与位移计算结果均趋于保守,但对分析结果可以进行更为详尽的分析和考虑,而ANSYS软件处理非线性问题更为准确;2纵向滑坡作用下,管线的最大等效应力应变和位移量均出现在弯管处,说明弯管是应力危险截面;3滑坡体位移量越大,管道承受的应力越大,失效的可能性也越大;4径厚比越小,管道安全稳定性越好;5相对于纵向滑坡,横向滑坡则要危险得多,很可能会造成管线的局部屈曲变形甚至拉伸断裂;6处在滑坡区的管道屈曲变形程度很大,因此建议使用浅埋方式穿越滑坡多发地段和古滑坡区。

卡箍装配缺陷对管道强度的影响分析

卡箍装配是管道装配中最常用的方法,装配缺陷严重影响管道的使用寿命和稳定性。利用ANSYS有限元软件对管道的卡箍装配进行模拟,分别建立正常、过紧和松动三种装配情况下的管道模型,求解并比较了各种装配状态下管道模型的应力、位移和固有频率等特征量。通过改变缺陷装配下管道模型的关键参数,探究装配缺陷程度对管道强度的影响。计算结果表明:装配缺陷使管道的强度特征量发生改变,并且管道的强度随缺陷程度的不同而不同。

基于滑坡区域的不同土质埋地输气管道安全评价

滑坡是威胁埋地管道安全的地质灾害类型之一。随着管道建设的不断发展,管道不可避免的会穿越滑坡频发区域,为了保障管道安全,避免不必要的经济损失,有必要对滑坡作用下的管道进行安全评价。不同土质的滑坡土体对管道造成的影响不尽相同。结合工程实例,选择FLAC 3D有限差分软件,将不同滑坡土质下管道临近屈服强度时模拟得到的滑坡体位移及管道位移进行比较,研究不同滑坡体土质对管道可靠性的影响。结果表明:整个滑坡体的位移量大致沿滑动方向逐渐减小,最大值位于滑床后缘,其中,由于管道的存在,靠近管道上方的滑坡体合位移量相对较小;埋地管道的最大变形出现在管道穿越滑体的中间部位;滑坡土质为黏土情况下的埋地管道最为危险。