光滑弯管沿轴向内表面裂纹弹塑性有限元分析

《光滑弯管沿轴向内表面裂纹弹塑性有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、大连理丁大学硕十研究生学位论文大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名导师签名：赞宣?釜诊营袭芝翌埋厶年生月丑日J大连理工大学硕士学位论文1绪论1．1引言《压力管道安全管理与监察规定》(以下称“管规”)中将压力管道按其用途划分为工

2、业管道、公用管道和长输管道。工业管道是指工业企业所属的用于运输工艺介质的工艺管道、公用工程管道和其它辅助管道，其主要遍布于石油、化工、化肥、电力、冶金、轻工、医药等各工业领域以及城市燃气、供热系统，担负着输送易燃、易爆、高温、腐蚀、有毒及放射性介质的重要任务，在国民经济中占有霞要地位，一旦发生泄漏或断裂将有可能引发爆炸、燃烧、中毒等重大事故，使社会的生产和经济遭受严重破坏，人民的生命和财产蒙受巨大损失，直接影响社会生活和安定。我国对压力管道实行安全监察管理起步较晚，96年劳动部颁布“管规”后才步入正轨，过去压力管道一直处于部门各自

3、管理的局面，各部门对压力管道的认识不同，重视程度不同，管理水平差异也较大。近十年来管道设计、制造、安装及运行管理中的问题逐渐暴露出来，重大人身伤亡事故时有发生。截止1995时，石化系统35家企业的6475．7公里I、II、III类管线中管道发生了多起爆炸事故，如92年某石化厂高压蒸气管线爆裂，92年10月某炼油厂LPG管线波纹管爆裂，某化工厂热水管爆炸，93年8月某石化厂瓦斯管断裂爆炸着火，94年某氮肥厂法兰崩裂飞出，95年某石化冷箱铝管、埋地管爆炸等。2006年1月20日，中国石油西南油气田分公司位于四川省仁寿县的富加输气站发生

4、一起压力管道爆炸特大事故，造成l0人死亡，50人受伤。原劳动部职业安全卫生与锅炉压力容器监察局曾组织调查组专题调查压力管道安全状况，从整理的240例(其中40例是国外案例)压力管道事故中可以看出问题的严重性。其中124起发生人员伤亡，共死亡184人，伤296人，直接经济损失3000多万元，因停产等因素造成的间接经济损失更为惊人⋯”1。可见在役含缺陷的压力管道对安全形成了严重的威胁，已经成为企业安全的较大隐患。事实上，如果一味强调安全，而盲目地将所有含缺陷管道作返修或退役处理，也是不现实的，有些缺陷并不影响管道的安全使用。因此正确评

5、价一个已知缺陷的危害性，确定含缺陷结构的安全裕度，是一个与整个生产系统的安全性和经济性直接相关的问题。七十年代初，一些工业技术先进的国家就开始把断裂力学的研究成果应用于工程实际，发展形成了以“合乎使用”为原则的缺陷评定方法，并受到普遍重视”3。近三十年来，我国科研及工程技术人员对断裂力学在压力容器及管道的应用方面也进行了大量研究工作，并取得了很大的进展。然而由于结构和受力状态的复杂性，对压力管道的检测和安全评定工作相对比较困难。其中各种缺陷特别是对一些管件的断裂研究还不是很全光滑弯管沿轴向内表面裂纹弹塑性有限元分析面，使得对压力管

6、道的安全监管受到一定制约。由于计算机技术的发展，有限元方法成为一种行之有效的分析手段。本文即是根据有限元原理，利用有限元计算分析软件对含沿轴向内表面裂纹的光滑弯管进行有限元分析，归纳得到工程实际需要的结论，用以进行安全评定、寿命评估。1．2在役压力管道的安全状况调查与分析1．2．1我国在役压力管道使用现状从2001年对高桥石化等六家企业抽样调查情况看，近几年，六家企业的压力I、II、III管道总长己达2136公里，比95年前增长37％，现有管道的检测率也有了很大提高，但由于管道的安全不仅仅取决于使用单位，还与设计、制造等其它方面有

7、很大关系，管道的泄漏与爆炸事故仍时有发生，主要问题在于““⋯：(1)压力管道设计、制造、安装、检验及使用管理的标准规范不统一、不齐全、甚至相互矛盾。例如95年前，国家没有统一管理压力管道的部门，各部门之间无人协调，同样的管法兰、阀门等管道组成件标准有很多，有的企业同时使用几个标准系列的管件、阀门，十分混乱，因材料、型号用错导致事故的例子数不胜数。(2)压力管道的设计工作也是疏于管理。设计单位、设计个人未经统一的考核与认可，水平参差不齐，很多管道在设计时就存在选材不当，或结构先天不足等问题，为日后使用埋下隐患。(3)压力管道的组成件

8、(如管子、管件、阀门、法兰等)的产品制造过程中没有强制性的监督控制(近二年国家质量技术监督局已颁布了《压力管道元件制造单位安全注册与管理办法》)，大量伪劣产品进入市场，给管道埋下了事故隐患。如某炼油厂加氢裂化装置管线中上万件新购弯头、大小头、三通，