X80天然气管道在役焊接应力分析与调控

为了探究X80天然气管道在役焊接的应力分布和变化规律,在考虑天然气介质的作用下,采用有限元方法模拟了X80天然气管道在役焊接应力场分布规律,分析了天然气工况参数和环境温度对X80天然气管道在役焊接应力的影响,并根据应力变化规律提出了降低X80天然气管道在役焊接应力的措施。研究结果表明:X80天然气管道轴向焊接应力和环向应力主要呈对称分布形式,且管道外壁的应力大于管道内壁上的应力;随着天然气压力和流速逐渐增大,轴向应力先增加后降低,而环向应力逐渐增大;当环境温度增大后,管道轴向和环向应力均呈下降趋势;降低天然气压力和流速、采用焊前预热能够有效降低焊接应力。研究结果可为我国X80天然气管道在役焊接安全提供参考。

X80天然气管道在役焊接应力分布及变化规律

由于X80天然气管道在役焊接过程中,没有考虑到应力分布,也没有找到应力分布的变化规律,因此很容易在役焊接时造成冷裂纹问题的出现。针对这一问题,进行X80天然气管道在役焊接应力分布及变化规律研究。分析X80天然气管道在役焊接应力分布,得出主要集中在焊缝位置以及起弧点的中心连接部分以及焊缝位置的顶端、底端部分;再通过分析X80天然气管道在役焊接变化规律,发现管道壁厚超过6.5 mm后,烧穿风险值显著降低,而冷裂纹风险值则会显著增大。通过分析X80天然气管道在役焊接应力分布及变化规律,致力于减少X80天然气管道在役焊接过程中冷裂纹问题的产生。

X80管道环缝焊接残余应力数值模拟

利用ABAQUS软件对直径1016 mm的X80天然气管道进行单层单道、4层4道与6层6道环缝的焊接模拟,研究管道的壁厚一定时,随焊接层数的变化,管道内、外表面轴向和环向焊接残余应力的变化趋势;随后对管道进行焊后热处理的模拟,考察经过热处理工艺后的残余应力变化规律。研究结果表明,当焊接层数增加时,环焊缝截面高应力区域的焊接残余应力大小整体下降;管道内、外表面的环向应力分布规律整体表现为由拉应力变为压应力,与4层、6层焊接不同,单层焊接管道外表面的轴向应力始终为压应力;热处理后,外表面的轴向应力峰值有较明显的减小作用,降低幅度为51.5%。内表面的环向应力峰值有较明显的减小作用,降低幅度为65.1%。