面状腐蚀管道承压能力的仿真分析

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1、郝进锋等：面状腐蚀管道承压能力的仿真分析面状腐蚀管道承压能力的仿真分析郝进锋，高建华，刘桂德，刘洋【1．黑龙江省防灾减灾及防护工程重点实验室。黑龙江大庆163318；2．东北石油大学土木建筑工程学院．黑龙江大庆163318；3．伊春市西林建筑工程有限公司。黑龙江伊春153000)【摘要】埋地原油输送管道经常受到原油、土壤等腐蚀，管道内外壁会出现不同形状的腐蚀缺陷，因此会产生应力集中，并削弱管道承压能力，必须对其进行剩余强度评价。本文应用ANSYS软件对含外壁腐蚀管道进行分析计算，得到不同缺陷尺寸的管道在内压作用下的Mises应力，得

2、出腐蚀参数与等效应力的关系曲线，结果表明，有限元法对于分析管道的剩余强度是可靠的，可为外壁腐蚀管道的安全评价提供较为准确和经济的相关依据。【关键词】外壁腐蚀管道；ANSYS；剩余强度【中图分类号】TU398．9【文献标识码】B【文章编号】1001—6864【2013)09—0077—03SDULATIONANALYSISoNPRESSUREBEARINGCAPACITYoFTHEPLANARCORROSIONoFPⅡ’EHAOJin—feng一，GAOJian．hua，LIUGui．de，LIUYang。(1．Heilongjian

3、gKeyLaboratoryofDisasterPrevention，MitigationandProtectionEngi．，HeilongjiangDaqing163318，China；2．CollegeofCivilEngi．ofNortheastPetroleumUniv．，HeilongjiangDaqing163318，China；3．YichunCityXilinConstructionEngi．Co．，Ltd．，HeilongjiangYichun153000，China)Abstract：Undergroundcr

4、udeoilpipelineoftensubjectedtocorrosionbycrudeoil，soilcorosiondefectsofdiferentshapesappearedbothinsideandoutsideofthepipewall，willproducestressconcen—trationandweakentheabilityofthepressureofthepipe，itmustassessresidualstrength．Inthispaper，ANSYSsoftwarewasusedtoanalyz

5、eandcalculatetheouterwallofcorosionpipeline．Theresultsshowthatthefiniteelementmethodfortheanalysisoftheresidualstrengthofthepipelineisreliable，itcanprovidemoreaccurateandeconomicalbasisforthesafetyassessmentoftheouterwallcorrosionpipeline．Keywords：theouterwallcorrosion

6、pipeline；ANSYS；theresidualstrength世界上的管道多半都已服役3O～40年之久，均已老技术人员检测，发现“庆一哈”段原油输送管道外壁多处出现化J，而现今评价腐蚀管道多用B31G准则、改进的B31G严重腐蚀。由检测人员提供的统计数据显示，管道外壁腐蚀准则和API579准则，这三种评价方法在石油工业领域中广多数为面状腐蚀、沟槽状腐蚀和连续点腐蚀。本文着重针对泛应用，并已写入规范。由于计算机快速发展，众多工程广面状腐蚀的管道进行建模并分析管道受力情况。泛应用有限元法，模拟更接近实际情况的腐蚀缺陷形2外壁腐蚀管

7、道有限元模型的建立状]。实践证明，有限元方法成为评价腐蚀管道剩余强度在有限元分析过程中，为了得到更加准确的数值模拟计算结果，简化管道腐蚀模型，即管道腐蚀区以规则的形的一种非常有效的途径。本文将应用有限元仿真软件AN—状建模。由圣维南原理同时更为了消除腐蚀区域的过分SYS对不同参数的面状腐蚀进行数值模拟分析。应力集中，腐蚀管道模型长度取3～5倍的管道直径。由于1大直径输油管道工况管道外径为188．5mm，因此管道长度取1000mm。以黑龙江省大庆市的“大庆一哈尔滨”段大直径原油输(1)单元选取及网格划分。有限元分析方法中网格送管道为研

8、究对象。管道钢材为：API5LX52，抗拉强度6r=划分是非常重要的，网格划分的好与坏对数值计算的精度455MPa，屈服强度=359MPa_4J，泊松比u=0．3，弹性模量有着不可小觑的影响。本文采用Solid95单元进行管道的模E=