输油管道泄漏失效分析

某公司一段在用的输油管道发生泄漏.采用宏观检查、化学成分分析、拉伸试验、显微组织分析及断口分析等方法,对油管进行分析.结果 表明:在弯管内壁焊缝根部处有一长度为103 mm的未焊透焊接缺陷,该区域最小有效壁厚为2.4 mm.裂纹起裂于未焊透应力集中处,在内、外载荷长期作用下,沿熔合线在焊缝内形成由内向外的韧性开裂,导致...     

管道环焊接头残余应力及氢扩散模拟研究

为减小氢气对管道的安全服役产生威胁,研究考虑焊接残余应力对氢在焊接接头中扩散的影响,建立管道3层环向对接焊的三维模型.通过顺序间接耦合方法,对管道焊接的温度场、应力场以及氢扩散进行耦合计算,研究结果表明:第2层焊缝与第3层焊缝交界处为整个接头的应力集中部位,也是焊接接头中的富氢区域,适当地提高填充焊线能量或者降低盖面焊...     

双金属衬里复合管堆焊及对接焊有限元力学分析*

为研究双金属衬里复合管堆焊及对接焊焊接后焊接处应力变化,针对Φ89(8+2) mm尺寸衬里复合管,基于热-力耦合理论,建立瞬态热-固耦合管端堆焊与对接焊V型槽环焊缝轴对称力学模型。探讨衬里复合管堆焊及对接焊过程中整个焊肉及热影响区的应力变化并对应力区进行完整、详细分析。结果表明:衬里复合管焊接完成后焊区产生较高的残余应力,最高达463.47 MPa;热处理工艺消除了90%的残余应力,然而投入使用的复合管仍然存在3个高应力区:对接焊焊肉内、过渡区中靠近对接焊焊肉的基管上及2次堆焊起始点,其中应力最大的位置在2次堆焊的起始点,最高达46.63 MPa。建立的模型和计算结果可为实际工况下衬里复合管焊接部位的力学性质研究提供参考。     

一起氨制冷系统管道断裂事故的原因分析

制冷系统的库房回气管道发生了断裂失效,断裂位置在环焊缝中心且断口平整,焊缝存在未焊透缺陷。管道采用管束整体发泡保温,增加了管道的刚性,不利于管道的位移补偿。通过对管道材质进行分析,化学成分和力学性能符合设计要求。对管道受力状态进行分析并进行应力计算,结果表明,管道焊接接头未焊透,削弱了焊接接头的承载能力。管道在"冷缩"时不能补偿而产生较大的拉应力,导致在管道强度薄弱的焊接接头处发生断裂失效。     

内压、弯矩组合载荷作用下未焊透管道的安全评价方法研究

未焊透缺陷是压力管道焊接接头常见的一种缺陷,严重时可导致管道的承载能力明显降低,进而引发严重的安全事故。为了研究未焊透缺陷对管道安全性的影响,提出了采用非线性有限元分析方法,对含未焊透缺陷压力管道的影响因素进行简化,通过研究其极限内压和极限弯矩随未焊透深度、环向长度等影响因素的变化规律,进一步获得了单一载荷作用下的含未焊透缺陷压力管道的极限载荷估算公式和极限载荷曲线簇。最终在试验验证基础上建立一种未焊透管道的安全评价方法,并通过试验验证结果表明该方法可用于含缺陷工业管道的安全评定是可行的。     

油气管道盗孔接管修复结构强度分析

管道打孔现象作为第三方破坏的主要形式威胁着油气输送管道的安全运行。焊接接管是一种常见的管道盗孔修复补强方法,但焊接接管导致管道几何形状突变,破坏了原有的应力分布。建立管道盗孔接管修复结构的有限元模型,运用非线性有限元方法对管道在内压载荷作用下的应力分布进行了计算。研究结果表明:焊接接管导致了管道开孔附近区域局部应力集中,且随内压增加应力集中面积逐渐加大;最大应力点出现在管道开孔0o处(管道开孔内壁轴向位置);在保证焊接工艺的情况下,较小的接管管径、与管道主体壁厚相近的接管壁厚具有更好的修复效果。     

公用热力管道缺陷成因分析及安全评定

介绍了某热电厂公用热力管道全面检验中发现的裂纹和未焊透两类缺陷.通过受力分析计算出管道在运行状态下的应力分布状况,详细分析了螺旋缝埋弧焊钢管在制造过程中产生裂纹的各种因素,指出应该重视焊接钢管的焊接质量检测.利用GB/T19624-2004<在用含缺陷压力容器安全评定>中给出的压力管道直管段体积缺陷安全评定方法,对环焊...     

稳定塔裙座角焊缝裂纹原因分析及修复

本文针对稳定塔定期检验中发现的裙座与封头连接角焊缝整圈表面裂纹,进行了裙座角焊缝应力分析、结构分析和解剖分析,得出角焊缝裂纹是由于制造时根部未焊透以及运行中风载荷的交变应力共同造成的,鉴于塔器裙座角焊缝的应力特点,提出了可行的返修方案,对裂纹进行了修复,最后对此类焊缝施焊及检验提出了建议。     

16MnR钢焊接接头补焊残余应力有限元分析

焊接残余应力是造成16MnR钢焊接接头产生裂纹的主要原因之一。本文使用大型非线性有限元软件ABAQUS,开发了一个顺次耦合的热应力计算程序,对16MnR焊接接头焊缝区域补焊的残余应力分布进行了数值模拟,得到了补焊残余应力的分布位置及大小。结果表明,补焊后,残余应力值比焊态下残余应力值有所增加。为此,对实际补焊修复提出了建议,为优化补焊工艺、控制残余应力提供了参考依据。     

承压设备焊缝超声相控阵检测读谱(续)

<正>2典型焊接缺陷的相控阵S-扫描图谱以下对两种典型焊接接头型式(V型坡口单面焊和T型接头组合焊)展示了9张典型焊接缺陷的相控阵S-扫描图例。单面焊接缺陷有:焊趾裂纹,近底面坡口未熔合,近表面未熔合,密集气孔;T型接头组合焊缺陷有:根部未焊透,翼板侧未熔合,焊道下裂纹,焊趾裂纹。为便于图像解释和评定,这里通过专用软件,特意添加了相应的焊缝探测布置截面图,绘出了焊接结构和线阵相控探头(包括线阵斜探头或线阵直探头)的布置及声线示踪图。S扫描图加探测布置     

基于三维模型的螺杆钻具传动轴螺纹强度评价研究

为了研究螺杆钻具传动轴在三维井眼轨迹空间中的受力状态,根据螺纹连接的有限元控制方程,建立1种带螺旋升角的直扣螺纹力学模型,采用有限元方法对其进行计算,研究相应工况下连接螺纹的强度,结果表明:分别在压缩、扭转、弯扭组合载荷作用下,公扣螺纹端整体受到的应力比母扣螺纹要大3~4倍;压缩载荷也是连接螺纹粘扣的重要原因;传动轴接头受到弯扭组合作用的影响最大,其次为扭矩载荷,影响最小的是压缩载荷;长期在弯扭载荷作用下工作,会导致螺纹接头发生屈服破坏。以上结论有助于对传动轴的力学强度进行定性和定量判断,为进一步研究传动轴连接螺纹的受力提供了1种新的认识。     

X80管道焊接残余应力分析与预测

针对焊接残余应力对油气管道的不利影响,采用基于有限元方法对西气东输X80 管道焊接接头的轴向和径向残余应力进行了数值模拟,并通过参数敏感性分析,研究了 焊接线能量和层间温度的对轴向残余应力和径向残余应力的影响规律。结果表明:轴向 残余应力随着焊接线能量和层间温度的升高而增大,而径向残余应力呈减小趋势;近焊 缝区的径向残余应力较中间层小,轴向残余应力较远焊缝区大。根据研究结果,提出了 最大残余应力的预测模型和减小焊接残余应力的措施,为保障我国在役X80油气管道的 安全生产具有重要意义。     

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。     

20(G)板不同焊接缺陷的磁记忆信号检测分析

使用TSG-2M-8型应力集中磁记忆测试仪对15块材质为20钢的焊接试块表面磁场进行扫描测试,通过与射线、超声、TOFD三种试块无损检测结果对比分析,发现磁记忆信号能有效反应气孔、未焊透、未熔合等焊接缺陷。存在气孔、未焊透、夹渣等缺陷时,磁场强度曲线会出现过零点,存在裂纹或未熔合等缺陷时,磁场强度曲线则出现峰值。可利用该特征对在役特种设备焊缝进行无损检测。     

基于API极限工况下修井机井架强度计算研究

为研究井架在复杂工况下的强度与安全问题,以现场使用的350型修井机井架为研究对象,采用数值模拟对井架进行参数化建模;按照极限作业工况下24种组合载荷对井架进行强度分析,得出操作工况、非预期工况和可预期工况下井架的最大变形和应力云图;提取计算井架构件UC值的相关数据,对井架进行强度、刚度和整体安全性校核。结果表明:井架在常规风力作用下,最大钩载作业工况为其主要受力工况,此时井架最大等效应力小于许用应力,可满足安全需求;在相关工况中,井架的最大等效应力集中出现在上下体连接处、二层台和底部大腿处,计算井架构件各工况下的UC值均小于许用最大UC值,表明井架结构综合强度足够,满足API标准使用要求。     

油气井特殊螺纹接头连接安全性研究

针对油气井中API螺纹和常规特殊螺纹接头连接性能较差的问题,提出了1种新型特殊螺纹接头结构,采用有限元法,分析了该螺纹接头在上扣、拉伸、压缩、拉伸+内压、拉伸+内外压等5种工况下螺纹位移、接头接触应力和Mises应力的分布规律,研究了螺纹接头在极限载荷下的连接安全性,并通过全尺寸试验验证了有限元结果的正确性。分析和试验结果表明:在5种工况下,螺纹首尾3扣应力很大,中间段螺纹的应力分布较均匀,螺纹两端存在明显的应力集中;螺纹径向位移和轴向位移随拉伸、压缩、外压载荷的增加而增大,随内压载荷的增大而减小;极限载荷下,管体屈服而接头并未发生滑脱及泄漏现象;该螺纹接头连接强度、密封性能和抗粘扣能力达到了使用要求。     

梁柱全焊接节点火灾响应特性分析

采用有限元法对梁柱全焊接节点在火灾下的热、结构响应进行模拟,分析了不同升温条件下全焊接节点的火灾行为,揭示了特定参数对全焊接节点的火灾响应特性,对比分析了全焊连接和栓焊连接节点的抗火性能。结果表明:具有不同升温速率的火灾曲线对全焊节点到达极限状态的时间有显著影响;全焊接节点加载的荷载比越大,节点到达极限状态的时间越短;带有加劲肋的全焊节点耐火时间略长于无加劲肋的节点;在相同升温条件下,全焊节点的耐火时间比栓焊节点的长,抗火临界温度略高于栓焊节点。可为钢结构全焊接节点的抗火设计提供技术参考。     

2205双相不锈钢焊接接头性能检验分析

研究了手工钨极氩孤焊（GTAW）和手工电弧焊（SMAW）,两种焊接方法下的2205双相不锈钢轧制板材对接接头的显微组织和力学性能。通过试验证明2205双相不锈钢钨极氩弧焊,焊接接头的综合力学性能、焊缝组织和耐应力腐蚀性能,优于手工电弧焊焊接接头。     

基于热应力有限元的天然气深冷装置关键设备风险分析

高温、低温及温度交变工况对天然气生产装置长期稳定运行带来不利的影响,开展天然气深冷装置关键设备在温度载荷下的应力分析,是保障气田安全运行的关键。本文基于瞬态热力学基础理论,针对某采气厂天然气深冷关键设备建立全尺寸有限元模型,分析了温度载荷下关键部位热应力分布规律,并对最大等效应力位置进行强度评估。结果表明：塔器、换热器的应力薄弱点分布在进出口接管开孔和塔底焊缝位置;储罐的应力薄弱点分布在顶部开孔位置储罐外壁与支撑架连接位置;管线的应力薄弱点分布在橇装管线弯头法兰处以及表面裂纹处;支座的应力薄弱点分布在管道与管托接触位置以及支座接触位置。希望所得结论能够为关键容器在复杂温度工况下的强度设计、寿命预测及维护提供参考。     

油气管道盗孔补板修复结构强度分析

运用非线性有限元计算方法,对管道补板结构在内压载荷作用下的应力状态进行分析,研究管道补板修复结构的承压薄弱点与最优修复尺寸。研究结果表明,补板结构导致管道开孔附近区域内应力分布不均匀,出现局部应力集中现象;补板结构的危险区为补板与管体交界处45°~90°局部范围;与管道壁厚相近的补板壁厚和3倍孔径的补板长度具有更佳的修复效果。