為保障凍土區(qū)埋地管線在寒季的安全運營,針對中俄漠加段含腐蝕缺陷埋地管線寒季的凍脹災(zāi)害工況,采用ABAQUS建立凍土區(qū)三維熱固耦合有限元模型,研究了凍脹區(qū)長度、缺陷深度、缺陷寬度及缺陷位置等對埋地管道內(nèi)外壁雙層面軸向應(yīng)力的影響。研究結(jié)果表明:當土壤發(fā)生凍脹時,管道內(nèi)、外壁面沿軸向會出現(xiàn)3個高風(fēng)險失效區(qū),外壁面風(fēng)險失效區(qū)位于距凍脹區(qū)0～10 m的非凍脹區(qū)和缺陷區(qū)域,內(nèi)壁面風(fēng)險失效區(qū)位于距凍脹區(qū)0～5 m的非凍脹區(qū)和缺陷區(qū)域,內(nèi)外壁沿軸向Von Mises應(yīng)力對寒季地表溫度敏感性極高,最高可達43%,因此寒季應(yīng)根據(jù)凍脹區(qū)長度對高風(fēng)險失效區(qū)管道進行適當補強;當且僅當缺陷位于凍脹區(qū)域中軸線時,凍脹將加大腐蝕缺陷處管道失效的可能性;缺陷域內(nèi)管道內(nèi)外壁最大Von Mises應(yīng)力對缺陷深度最敏感,最高可達58%,對凍脹土壤長度、缺陷寬度和寒季溫度較敏感,絕對值均達10%以上;各種因素與寒季氣溫變化多呈非線性關(guān)系且二者互相促進加速管道失效。研究結(jié)果可為寒季凍土區(qū)輸油管道的完整性評價及維護檢測等提供依據(jù),具有一定的理論指導(dǎo)意義和工程實用價值。 

【文章來源】：石油機械. 2020,48(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：11 頁

【文章目錄】：
0 引言
1 有限元模型
    1.1 平衡微分方程
    1.2 3D非線性模型
    1.3 模型材料參數(shù)
        1.3.1 埋地管道材料特性
        1.3.2 土壤模型
    1.4 有限元模型驗證
2 實例分析
    2.1 腐蝕缺陷相對深度的影響
    2.2 凍脹區(qū)長度的影響
    2.3 缺陷位置的影響
    2.4 缺陷寬度的影響
3 結(jié)論


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于有限元分析的凍土區(qū)埋地腐蝕管道力學(xué)行為研究[J]. 朱原池,吳玉國.  遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報. 2019(05)
[2]中俄原油管線漠河—加格達奇段凍土環(huán)境特性[J]. 高凱,王紅梅,黃帥,丁琳,陳克政,蔣成.  黑龍江大學(xué)工程學(xué)報. 2019(02)
[3]Permafrost warming along the Mo’he-Jiagedaqi section of the China-Russia crude oil pipeline[J]. WANG Fei,LI Guo-yu,MA Wei,MAO Yun-cheng,MU Yan-hu,SERBAN Mihaela,CAI Yong-jun.  Journal of Mountain Science. 2019(02)
[4]基于ANSYS的凍土區(qū)油氣管道破壞研究[J]. 于東海,任偉,李峰.  能源與環(huán)保. 2017(12)
[5]寒區(qū)埋地單一腐蝕管線熱-固耦合力學(xué)分析[J]. 李巧珍,劉揚,羅敏,遲旭.  化工機械. 2017(06)
[6]X60管線鋼的本構(gòu)關(guān)系及失效判據(jù)[J]. 馬廷霞,楊永和,許震,李安軍,唐愚.  重慶大學(xué)學(xué)報. 2014(08)
[7]基于ANSYS的雙點腐蝕缺陷管道剩余強度評價[J]. 洪來鳳,孫鐵,趙志海.  油氣儲運. 2010(12)
[8]非線性有限元法用于腐蝕管道失效壓力預(yù)測[J]. 帥健,張春娥,陳福來.  石油學(xué)報. 2008(06)
[9]寒區(qū)淺埋輸油管線凍脹安全性分析[J]. 李南生,謝利輝,陳薛浩.  結(jié)構(gòu)工程師. 2008(01)

碩士論文
[1]中俄輸油工程對周圍多年凍土的影響研究[D]. 洪皓飛.黑龍江大學(xué) 2018
[2]地震荷載作用下多年凍土區(qū)斜坡路堤穩(wěn)定性分析[D]. 李慧.北京交通大學(xué) 2010



本文編號：3191663