發(fā)布時(shí)間：2018-02-09 00:14

  本文關(guān)鍵詞： 天然氣管道 管道缺陷 安全評定 CTOD計(jì)算 ANSYS模擬　出處：《西南石油大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：天然氣管道是陸地上大量輸送天然氣的唯一方式,世界天然氣管道總長度不斷增長。安全是輸氣管道的重要環(huán)節(jié),而對于輸氣管道的缺陷評定和系統(tǒng)開發(fā)是確保天然氣管道運(yùn)行安全的關(guān)鍵因素。本文綜述了斷裂力學(xué)的發(fā)展及國內(nèi)外含缺陷壓力容器的評定方法,根據(jù)中國石油西南油氣田公司輸氣管理處天然氣管道的實(shí)際運(yùn)營情況,基于“合于使用”的原則,在力學(xué)性能試驗(yàn)以及CTOD計(jì)算的基礎(chǔ)上,以GB/T 19624-2004標(biāo)準(zhǔn)《在用含缺陷壓力容器安全評定》為基礎(chǔ),形成了天然氣管道缺陷安全評定體系,為天然氣管多種缺陷的安全評定提供了有效方法,并通過數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用及數(shù)學(xué)建模的思想將復(fù)雜的安全評定問題轉(zhuǎn)化為基于漏磁檢測數(shù)據(jù)的初步安全評定,并對三條天然氣管線進(jìn)行了安全評估,大大地縮短了安全評定的周期,并將結(jié)果與安全環(huán)保與技術(shù)監(jiān)督研究院的報(bào)告進(jìn)行了數(shù)據(jù)對比,主要研究工作如下：(1)跟蹤和檢索國內(nèi)外針對于在役天然氣管道缺陷現(xiàn)有的評定系統(tǒng)及相關(guān)領(lǐng)域最新進(jìn)展對國內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行調(diào)研,比較、歸納相關(guān)文獻(xiàn)的研究成果。(2)對國內(nèi)外壓力容器缺陷評定方法進(jìn)行分析,以《在用含缺陷壓力容器安全評定》GB/T 19624-2004標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)進(jìn)行研究,形成了天然氣管道缺陷安全評定方法(不’包括體積缺陷評價(jià)),為研發(fā)天然氣管道缺陷安全評定系統(tǒng)打下了理論基礎(chǔ)。(3)對X70鋼、L415鋼、16Mn鋼三種國內(nèi)主要采用的管道鋼材進(jìn)行了力學(xué)性能試驗(yàn),并計(jì)算得到了CTOD值,為研發(fā)天然氣管道缺陷安全評定提供技術(shù)參數(shù)。(4)根據(jù)CTOD試驗(yàn)以及漏磁檢測結(jié)果,利用新研發(fā)的軟件對3條天然氣管線的所有的缺陷進(jìn)行安全評定；并利用有限元軟件ANSYS對凹陷缺陷進(jìn)行分析,形成了評價(jià)報(bào)告。同時(shí),將結(jié)果同國外軟件結(jié)果進(jìn)行了分析,證明了天然氣管道缺陷安全評定方法和軟件的可靠性。(5)利用有限元軟件ANSYS對天然氣管道焊接中的凹坑、錯(cuò)邊、咬邊、焊縫余高等體積缺陷對承載能力的影響進(jìn)行有限元分析,得出各種缺陷對應(yīng)力集中的影響,作為天然氣管道體積缺陷評價(jià)的補(bǔ)充。(6)以天然氣管道缺陷安全評定方法和VB程序設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),開發(fā)了天然氣管道缺陷安全評定系統(tǒng)(7)根據(jù)研發(fā)的天然氣管道缺陷安全評定系統(tǒng),對北內(nèi)環(huán)支線管道、屏渠線管道、付納線管道進(jìn)行金屬腐蝕特征分析、制造缺陷分析、金屬物分析、凹陷分析及換焊縫異常分析,對未來腐蝕情況進(jìn)行了預(yù)測,并制定了修復(fù)計(jì)劃。
[Abstract]:Natural gas pipelines are the only way to transport natural gas in large quantities on land, and the total length of natural gas pipelines in the world continues to grow. Safety is an important part of gas pipelines. The defect assessment and system development of gas transmission pipeline are the key factors to ensure the safety of natural gas pipeline operation. This paper summarizes the development of fracture mechanics and the evaluation methods of pressure vessels with defects at home and abroad. According to the actual operation of the natural gas pipeline of CNPC Southwest Oil and Gas Field Company, based on the principle of "fit for use", and on the basis of mechanical performance test and CTOD calculation, Based on the GB/T 19624-2004 standard "Safety Assessment of pressure vessels with defects", a safety assessment system for natural gas pipeline defects is formed, which provides an effective method for the safety assessment of various defects in natural gas pipes. Through the application of database and the idea of mathematical modeling, the complex safety assessment problem is transformed into the preliminary safety assessment based on magnetic flux leakage detection data, and the safety assessment of three natural gas pipelines is carried out, which greatly shortens the period of safety assessment. The results were compared with the report of the Institute of Safety, Environmental Protection and Technology Supervision. The main research work is as follows: (1) tracking and retrieving the domestic and foreign literature on the existing assessment system for the defects of natural gas pipelines in service and the latest progress in related fields. Summarizing the research results of relevant literatures. (2) analyzing the defect assessment methods of pressure vessels both at home and abroad, and studying on the basis of GB/T 19624-2004 standard "Safety Assessment of pressure vessels with defects". The defect safety assessment method of natural gas pipeline (not including volume defect evaluation, which lays a theoretical foundation for the research and development of natural gas pipeline defect safety assessment system.) is formed for X70 steel L415 steel 16mn steel three kinds of pipeline mainly used in China. The mechanical properties of steel were tested. The CTOD value is calculated, which provides technical parameters for the safety assessment of defects in the R & D natural gas pipeline. (4) according to the results of CTOD test and magnetic flux leakage detection, all the defects of the three natural gas pipelines are evaluated by the newly developed software. The finite element software ANSYS is used to analyze the defect of the depression, and the evaluation report is formed. At the same time, the results are analyzed with the results of the foreign software. It is proved that the defect safety assessment method of natural gas pipeline and the reliability of software. 5) finite element analysis is carried out by using finite element software ANSYS to analyze the influence of the pit, the wrong edge, the edge bite and the residual high volume defect of the weld on the bearing capacity of the natural gas pipeline welding. The effects of various defects on stress concentration are obtained. As a supplement to the evaluation of volume defects in natural gas pipelines, the method of safety assessment of defects in natural gas pipelines and VB program design are used as the basis. The defect safety assessment system of natural gas pipeline is developed. According to the defect safety assessment system of natural gas pipeline developed, the metal corrosion characteristics of the north inner ring branch pipeline, the Ping canal line pipeline and the pay-in line pipeline are analyzed, and the defect analysis is made. Metal analysis, sag analysis and welding seam anomaly analysis are used to predict corrosion in the future and repair plan is made.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE88

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本文編號(hào)：1496616