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《兰成渝输油管道沉管应力应变监测技术_杜景水》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、第28卷第11期油气储运#69#兰成渝输油管道沉管应力应变监测技术*杜景水陈次昌王健马廷霞(西南石油大学石油工程学院)(中国石油管道公司兰成渝输油分公司)(西南石油大学机电工程学院)杜景水陈次昌等:兰成渝输油管道沉管应力应变监测技术,油气储运,2009,28(11)69~71。摘要兰成渝输油管道东峪沟沉管治理工程中采用了应力应变监测技术。以沉管区管道的应变监测作为基本出发点,分析了边界点、弯管区、过渡段、最大挠度区管道单元的轴向、环向、45b方向应力及最大主应力变化趋势,并结合弹性破坏理论,对沉管区管道安全状况做出了评价,提出了基于应变测试技术的管道
2、沉降过程力学监测理论。主题词长输管道沉管应力应变监测技术应用标记桩y支墩坑设置y管沟开挖y应力应变监测点一、前言布置y管道沉降(应力监测)y无损探伤复核y管道补口补伤及电火花检漏y管沟回填y地貌恢复。埋设在河床土体下的管道受水流冲刷易造成覆二、K110+800m沉管区段的监测模型盖层减薄、裸露甚至悬空,从而出现较大的位移应力、屈曲或蠕变,严重时甚至导致管道发生断裂破对K110+800m沉管区段管道的应力变化情坏。为消除该区域管道受水流影响存在的力学隐况进行了监测分析(见图1)。患,兰成渝输油管道东峪沟敷设区于2008年11月下旬进行了沉管作业,当时最
3、低温度-5e,兰成渝管道处于停输状态,管道内介质为低温柴油。采用了管道力学远程监控系统,保证了管道沉降过程中的力学安全。兰成渝输油管道东峪沟沉管工程敷设段分图1K110+800m处监测位置K110+800m和K115+900m两处沉管区。其中,图1中,1、8截面为边界面,2、7截面为过渡段K110+800m沉管改造地点位于甘肃省临洮县龙与沉管区段交界处,3、4、5截面为弯管段,6为中央门镇十里铺后崖头村北,管道走向近东西向,管道位截面。管道的工作参数和计算参数见表1和表2。于河道中央,切穿河流凸岸河堤。K115+900m沉表1管道工作参数管改造地点位
4、于甘肃省临洮县窑店镇四十里铺龙临输送钢管安装温度监测温度运行压力砖场北,管道走向近南北向,横穿河谷,管道沉降采介质材料(e)(e)(MPa)用大开挖方式,具体操作顺序为,沉管开挖与管位的成品油X6027-510确定y清除管道上层土y管道复测y无损探伤y设表2管道计算参数杨氏模量E规格D@t钢材线性热膨胀系数屈服强度沉降量设计管钢密度油品密度5波松比-52-62(10GPa)(mm)(mm/e)(MPa)(mm)系数(10N/mm)(10N/mm)2.070.3508@7.91.05@10-541520000.727.67678.156*610036,
5、四川省成都市金牛区迎宾大道6号;电话:(028)87302001。#70#油气储运2009年表3各截面最大主应力三、监测与主应力计算截面最大主应力截面最大主应力(MPa)(MPa)125.735105.5一般情况下,被测管道表面视为二向应力状态,276.96117.6需要采用由三个应变片组成的应变花(见图2),分3124.87103.6别测得三个方向的线应变,再由广义胡克定律确定4124.1837.1主应力。计算公式为:R1E四、应力水平评估=(E0b+E90b)R2,32(1-M)1、初始应力E22?(E0b-E90b)+(E45b-E90b)轴向
6、初始应力(R0):2(1+M)R0=RH+RT=103.31MPa(E45b-E90b)-(E0b-E45b)环向初始应力(R<):tg2A0=(E45b-E90b)+(E0b-E45b)pDLR<==67.52MPat式中E)))弹性模量;初始主应力R1:C)))泊松比;R1U120MPaE0b)))0b方向应变;其中,内压产生的轴向应力RH按照沉管时的实E45b)))45b方向应变;际压力3.5MPa计算:E90b)))90b方向应变。pDL下沉过程获得测点3的轴向应力变化曲线,见RH==33.76MPa2t图3。式中p)))内压,MPa;D))
7、)内径,mm;t)))平均厚度,mm;L)))波松比。内压产生的环向应力R<按照沉管时的实际压力3.5MPa计算:pDLR<==67.52MPat温度变化产生的轴向应力RT按照沉管时的最低温度-5e计算:RT=EA(T1-T2)=69.55MPa式中T1)))安装温度,e;T2)))监测温度,e。2、管道设计许用应力[Rs][Rs]=FD#SMYS=298.8MPa式中FD)))设计系数;SMYS)))屈服强度。3、管道监测许用应力[Rj]根据监测结果获得各监测点的最大主应力(见[Rj]=[Rs]-[R0]=170.8MPa表3)可知,沉管过程中主应
8、力变化较大的截面发生在沉管作业中,内外压不发生变化,环向应力变在截面3~截面7处,表明沉管区危险截面为弯管化
