弯曲载荷作用下含错边缺陷管道环焊缝应力计算

作     者：田野 邹斌 陈翠翠 丁融 李坤 白强 TIAN Ye;ZOU Bin;CHEN Cuicui;DING Rong;LI Kun;BAI Qiang

作者机构：国家管网集团西部管道有限责任公司乌鲁木齐830013 中国石油集团工程材料研究院有限公司西安710077 

出 版 物：《压力容器》 (Pressure Vessel Technology)

年 卷 期：2023年第40卷第1期

页      面：61-67页

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主　　题：油气管道 环焊缝 弯曲载荷 应力计算 

摘      要：滑坡等地质灾害引起的弯曲载荷是导致环焊缝失效的重要因素,管道环焊缝焊接过程中的错边缺陷,容易形成局部应力集中,除设计压力外,环焊缝还能承受的弯曲载荷已成为管道完整性管理中的重点和难点。基于有限元分析数据提出了一种针对弯曲载荷作用下含错边缺陷环焊缝的应力计算方法。首先,给出了管道承受均匀内压和弯曲载荷的近似解析计算公式;然后,针对无错边和含错边缺陷的环焊缝开展有限元计算,采用子模型方法兼顾了大跨度模型的计算效率和环焊缝的计算精度;最后,基于有限元分析数据对经典解析公式进行修正,得到管道环焊缝单点应力的计算公式。经验证,该方法与有限元结果相差1%以内,可适用于弯曲载荷作用下的环焊缝应力计算,是一种可用于工程强度快速评估的精确分析方法。