埋地长输管道弯头温度应力分析及保护措施

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1、学兔兔www.xuetutu.com第44卷第3期石油化工设备Vo1．44NO．32015年5月PETR0一CHEMICAIEQUIPMENTMay2O15文章编号：1000—7466(2015)03—0047—03埋地长输管道弯头温度应力分析及保护措施荣军(中国石油西部管道有限公司，新疆乌鲁木齐830001)摘要：埋地长输管道弯头的强度校核是油气长输管道工程设计中的重要环节。对长输管道水平弯头及纵向弯头的温度应力进行了计算，通过对计算结果的分析，提出了相应的代替设置锚固墩的热煨弯头保护措施，用于指导工程设计。关键词：长输管道；弯

2、头；应力分析；保护措施中图分类号：TQo55．8；TE973文献标志码：Bdoi：10．3969／j．issn．1000—7466．2015．03．011TemperatureStressAnalysisandProtectionMethodoftheLong-distanceBuriedPipelineElbowRoNGJun(ChinaPetroleumWestPipelineCo．Ltd．，Urumqi830001，China)Abstract：Thestrengthverificationofthelong—distanc

3、epipelineelbowisanimportantpartinthedesignofoilandgaspipelineprotect．Thetemperaturestressonhorizontalelbowandlongitu—dinalelbowoflong—distancepipelineiscalculated．Onthebasisofcalculationresult，aprotectionmethodinsteadofanchorblockforhotbendingelbowisproposedtoguidethe

4、engineeringde—sign，inplaceofanchorblock．Keywords：long—distancepipeline；elbow；stressanalysis；protectionmethod随着我国石油工业的迅速发展，油气长输管道种情况。在输油管道投产暖管时，弯头强度破坏、起工程建设日益增多。油气长输管道工程的高水平设拱露出地面或压瘪破坏的事故时有发生。因此，在计是确保管道长期安全平稳运行的先决条件，而埋设计中应避免选用这些角度的弯头，或采取相应保地长输管道弯头的强度校核，则是油气长输管道工护措施，以减小

5、弯头对管道的安全威胁。程设计中的重要环节之一。以往在设计埋地长输管文中以外径D一273．1mm的原油管道为例，道中的热煨弯头时，只计算内压应力而不计算温度对长输管道水平及纵向弯头的温度应力进行计算，应力，投产后曾发生过强度事故。为了确保强度安通过对计算结果的分析，提出了弯头保护措施]。全，又几乎在所有的弯头两旁都安装锚固墩，耗费水1热煨弯头温度应力分析泥和钢材，增加了投资。因此，正确计算埋地长输管1．1计算参数道热煨弯头的温度应力显得尤为重要。管道外径D一273．1mm，设计压力一热煨弯头比同规格的直管道具有更大的柔性，在温差和内

6、压作用下，由于埋地管道弯头附近的土6．3MPa，直管壁厚一6．4mm，安装温度t。一壤抗力不足以嵌固管道，直管的位移会向弯头处聚0℃，运行温度t一75℃，钢材弹性模量E一集，使弯头产生较大横向位移的膨胀弯矩，特别是曲210000MPa，线膨胀系数a一0．000012／℃，弯头率半径较小的水平弯头和上凸纵向弯头极易出现这曲率半径R为6D，弯头壁厚===6．4mm，摩擦因数收稿日期：2014—11-26作者简介：荣军(1969一)，男，陕西渭南人，高级工程师，学士，现主要从事油气长输管道的建设工作。学兔兔www.xuetutu.com

7、石油化工设备2015年第44卷其中一干(10)r一一(1+∈)r／3Pv丽^[+P√L。(1+)。r3P“⋯一](11K_-1．65／(12)二至12atEA二M一—R8／r(13)(+)[+～2一atEA一)]式(5)～(13)中，P为单位长直管顶起的土重力，MN／m；L为弯曲管段长度，m；F为弯头因升温而产生的轴向推力，F为弯头因升温而产生的径向n一÷厂H(滞一)推力，F为弯头中间截面上的推力，P为土壤给管道F单位长度上的反作用力，MN；I为弯头截面的惯性[1+(√1一)。]cOs(号)(2)矩，m；△为弯头的横向位移，r为弯

8、头截面平均半径，m；K为弯头的柔性系数，为弯头参数。△一1．2．3弯头强度校核[nEA一—2a—t~A一)]tan(号)sec(詈)通过校核由内压产生的环向应力和由轴向弯距2m3El(14-[1+2atEA一1)]引起的环向弯曲应力之和是否在允许范