含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统(Ⅰ)——基于PD 6493的理论及方法

针对含缺陷压力管系断裂失效分析模式 ,结合实际操作工况 ,考虑多种载荷因素及材料性能参数 ,提出了管系断裂失效风险分析方法 ,开发了通用的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统。充分考虑压力管道缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧度和机械强度等主要随机变量的不确定性 ,对其进行模拟实际操作工况抽样 ,应用MonteCarlo数值计算方法确定含缺陷压力管系上每个独立缺陷的安全概率 ,进而计算出整个管系的失效概率。该系统为诊断石化企业安全生产状况提供了一个新的技术手段     

含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统(Ⅱ)--基于PD 6493的工程应用及算例

针对含缺陷石油化工工业管道可能存在的各种缺陷类型 ,充分考虑缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧度及机械强度等主要随机变量的不确定性 ,基于PD 6 4 93、R/H/R6 - 95和SAPV(99) 3种权威的失效评定规范 ,开发了通用的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统。运用其中PD 6 4 93模块的二级评定 ,对 1条具有多种类型缺陷的典型工业管系进行风险分析 ,求出了管系所有缺陷的安全概率 ,进而推导出整条管线的失效概率     

油田管道应力腐蚀断裂成因分析

油田管道发生断裂失效,运用宏观分析、微观分析、裂纹扩展分析、形貌分析、微区成分分析、X射线衍射分析和力学性能分析,进行管道断裂失效分析,明确了管道断裂成因;测试结果表明,断裂裂纹沿环向开裂,管道轴向受力大于环向受力,并且裂纹断裂方向与最大拉应力方向垂直;同时,套管未发生颈缩和腐蚀减薄,而且断口平整,断裂属于脆性断裂。断裂扩展区具有典型的河流花样微观特征,属于准解理穿晶断口;套管裂纹由套管内表面向外部延伸,并且裂纹扩展呈树枝状,其裂纹特征符合硫化物应力腐蚀断裂特征。综上所述,该油管断裂由硫化物应力腐蚀开裂导致,裂纹起裂于油管上的缺陷处,该处的应力集中萌生腐蚀开裂裂纹。     

油库压力管道失效风险分析与管控

针对石油石化行业压力管道的安全环保风险管控问题，运用故障树分析法(FTA),系统评价了某成品油油库压力管道的各失效因素。按照风险识别方法评定该油库压力管道油品泄漏为高度风险。对管道焊接缺陷、内外应力影响等七类失效风险因子，采取牺牲阳极保护、定点压力监测、失效因素叠加区定期检测等风险管控措施，取得了安全环保风险降级管理的良好效果。     

脱硫装置再生压力管道的定期检验

基于对脱硫装置再生压力管道失效因素的风险分析,制定了针对性的检验方案。依据检验方案对压力管道进行宏观检查、壁厚测定、硬度检测、射线检测、超声波检测、表面无损检测及金相分析。结果表明,该装置压力管道主要存在的问题为安装时焊接遗留缺陷及在使用过程中出现的腐蚀减薄问题。     

基于ANSYS Workbench有限元法的外腐蚀管道失效压力研究

为确定管道的服役状况、保证管道安全运行、延长管道总体使用寿命以及科学指导管道安全生产管理,需要对管道剩余强度进行准确评估。借助ANSYS Workbench软件,模拟了含有矩形、球形、圆柱形外腐蚀缺陷管道的等效应力,分析了缺陷尺寸对管道失效压力的影响规律。结果表明,不论管道外腐蚀缺陷形状如何,缺陷深度增加均会明显降低失效压力;矩形外腐蚀缺陷的轴向长度、圆柱形外腐蚀缺陷的长度均与失效压力大小呈负相关;矩形外腐蚀缺陷周向长度、球形外腐蚀缺陷半径均对失效压力影响不明显;圆柱形外腐蚀缺陷的半径与失效压力呈正相关。     

封面

为研究含划痕缺陷管道在冲击载荷作用下的动力响应行为,采用显示动力学分析方法,建立含划痕缺陷埋地管道三维三重非线性动力学分析模型,探讨管内流体压力、落物冲击能、划痕缺陷深度对峰值时刻管道动力响应行为的影响规律。结果表明:在落物的冲击作用下,划痕尖端应力集中现象明显,管道极易首先从该位置处发生失效。当落物冲击能为100 kN·m时,管内流体压力由0.5 MPa增至0.8 MPa,管道等效应力由38.2 MPa降至31.5 MPa,管道变形由4.3 mm降至4.1 mm,流体压力一定程度上可以保护受冲击管道;当管内流体压力为0.6 MPa时,落物冲击能由50 kN·m增至240 kN·m,管道等效应力由26.4 MPa增至61.6 MPa,变形由2.6 mm增至6.7 mm;当落物冲击能为100 kN·m时,管道划痕深度由3 mm增至4.5 mm,管道等效应力由35.8 MPa增至39.1 MPa,而变形基本无变化。该项研究相关分析方法以期为冲击致“划痕+凹陷”复合缺陷管道的失效分析提供理论指导。     

管道通过煤矿采掘空化区的应力分析与措施研究

煤矿采掘空化区塌陷会引发其地表产生位移变化,可能会造成煤矿上方途径的管道产生应力集中,导致管道失效进而发生断裂事故。以某DN400管道通过采掘空化区上方为例,从应力计算、应力分析、处理措施、处理施工工艺等方面进行研究,论述加强采掘空化区地基稳定性的措施,使得处理后的煤矿采掘空化区地面适宜管道工程维运,保证管道安全运营,最大限度节约利用土地。     

输油管道悬空管段应力计算

输油管道经常穿越特殊地段,管道有可能在洪水或地震等作用下产生悬空管段。悬空的管段在各种力的作用下可能会失效,严重时会出现断裂现象,给管道公司带来严重的损失。因此,有必要采取科学方法计算管道的应力,评估油气管道悬空管段的可靠性,制定措施,缓解事故后果的影响程度。在分析悬空管道受力模型和强度校核模型的基础上,计算并分析了某输油管道悬空管段的应力和可靠性,同时采用应力集中检测仪检测了该管段下游端50 m内的管道应力变化情况。结果表明,此悬空管段存在运行风险,清空管内存油有助于降低管道失效概率。对于浮管,水浮力缓解了管道的垂直方向受力情况,但增加了管道横向冲击力,会增加悬空管道的振动频率。应力集中检测仪现场测试数据表明：越靠近土壤端,悬空管道的应力值越大,该悬空管段的最危险点应该处于土壤区内。     

双腐蚀缺陷海底管道临界失效压力

为研究含双腐蚀缺陷管道的失效机理,采用非线性有限元分析方法,研究轴向间距、环向间距对含双腐蚀缺陷管道剩余强度的影响。结果表明:在腐蚀缺陷宽度和深度不变的条件下,双腐蚀缺陷轴向间距的变化对管道临界失效压力有较强影响;环向双腐蚀缺陷管道的临界失效压力与腐蚀缺陷的环向夹角没有显著关系。基于此建立了含双腐蚀缺陷管道临界失效压力与含单腐蚀缺陷管道临界失效压力之间的关系,并根据规范中含单腐蚀缺陷管道临界失效压力的计算公式,推导出含双腐蚀缺陷管道的临界失效压力,其可通过计算对应长度及2倍长度单腐蚀管道的失效应力乘以无量纲函数求得,简化了含双腐蚀缺陷管道的临界失效压力的计算方法,并通过算例验证了本文方法的正确性和通用性,并得出对工程有益的结论。     

在役压力管道的失效与安全使用

在压力管道的制造、铺设及运行等各个阶段都可能产生缺陷。这些缺陷的存在,给芳烃联合装置的安全生产留下了隐患。通过历年的大检修无损检测,逐步使这些缺陷一一暴露出来。并不断地进行了返修和更换。从而使压力管道的安全可靠性不断提高。文章论述了压力管道的失效类型、原因以及安全使用原则。     

防止起裂的压力管道缺陷断裂安全评定工程方法

以失效评定图技术为基础，建立了一套可用于防止压力管道缺陷起裂的断裂评定工程方法。将弹塑性断裂失效模式用一个因子Ｕ转化为净截面塑性失稳失效处理，而确定Ｕ因子的方法非常简便。给出了适用于两种不同失效模式的许可缺陷尺寸与外加载荷引起的应力之间的关系表。举例验证了该工程方法的可行性。     

管道盗油孔缺陷焊接应力分析及修复方法优化

经济利益驱动下频繁发生的不法分子打孔盗油现象,已严重威胁到输油管道的正常运营,盗油孔缺陷焊接修复产生的应力及缺陷修复方法的选用对输油管道长期平稳运行产生重要影响。为掌握管道盗油孔焊接修复后应力变化情况,并合理地选择缺陷修复方法,通过模拟盗油孔管道应力分布,分析焊接以及应力集中对管道强度造成的影响,采用有限元方法计算出不同缺陷修复方法下管道的应力变化,得出相对最优的盗油孔缺陷修复方法,为管道的安全运行提供了依据。     

几种焊接缺陷对X70管道环缝接头应力集中的影响

利用大型有限元软件ANSYS对在工作压力下带有咬边、凹坑、焊缝余高、错边等焊接缺陷的X70环缝管道进行了应力分析。分析结果显示,在咬边、凹坑、焊缝余高、错边焊接缺陷中,焊缝余高对受内压管道环焊缝的应力集中的影响最低,错边其次,咬边较为严重,凹坑最为严重;焊缝余高不影响X70管道接头静载强度,超过2 mm的错边量对环缝接头应力集中影响明显,咬边缺陷对X70管道环缝接头应力集中的影响大于错边,缺陷凹坑缺陷对环缝接头应力集中的影响随其三维尺寸增大而增大。     

焊接结构的疲劳断裂失效与防治

疲劳断裂是焊接结构失效的主要形式之一，占失效结构的70％以上，是一种损伤累积的过程，由循环应力、拉应力和塑性应变共同作用而发生，断裂前无明显的预兆，具有低应力脆断的征状，会造成灾难性的后果。本文分析了接头形式、应力、缺陷、热影响区组织和环境等因素对疲劳断裂的影响，认为应力集中是降低焊接接头强度和结构疲劳强度的主要因素，并从抗疲劳设计、减小调整焊接残余应力、改善构件表面质量等方面提出一系列防止焊接结构发生疲劳断裂失效的技术措施。     

非接触式磁检测技术在长输管道外检中的应用

长输管道在失效断裂前往往会在相应的位置出现应力集中的现象,而传统的无损检测方法和漏磁检测技术无法对应力集中做出相应预警。非接触式磁检测技术利用铁磁材料具有金属磁记忆的特性,对管道上方的空间磁场梯度进行采取和分析,可以找到材料的应力集中区,从而发现材料的早期隐形损伤。非接触式磁检测技术成功地检测出了广西天然气管道的应力集中区,并利用金属磁记忆检测仪对较大隐患点进行开挖验证,验证结果和非接触式磁检测技术结论一致,证明了非接触式磁检测技术是检测铁磁材料应力集中的有效手段。     

连续油管水力振荡器断裂失效分析

为了探究连续油管水力振荡器断裂失效原因,通过无损检测、理化性能检验及断口分析等方法,对失效样管进行了研究与分析。结果显示,失效样管的理化性能满足设计要求,样品表面存在缺陷。研究表明,失效的主要原因是连续油管水力振荡器定子在交变应力和含砂流体冲蚀的共同作用下产生疲劳和冲蚀缺陷,最终导致断裂失效。建议重视水力振荡器零部件在交变应力作用下的疲劳断裂失效行为,适当选材,并通过热处理方式提高材料的抗疲劳强度;提高工件表面光洁度,以减少应力集中;工具使用完后应加强无损检测,避免工具突然断裂造成的损失。     

含裂纹高压注蒸汽管道的断裂参数计算与试验研究

应力腐蚀是引起注蒸汽管道失效破裂的主要原因,为了更好地揭开裂纹与应力之间的关系,采用ANSYS有限元软件计算了含裂纹管道断裂参数KI(I型裂纹的应力强度因子)和J积分值,并分析了裂纹开裂长度、注蒸汽压力对裂纹尖端断裂参数的影响。结果表明,裂纹开裂长度对管道破裂影响最大。对于相同尺寸的裂纹,大管径材料具有较大的KI和J积分值,因此,大管径材料对缺陷更敏感。     

基于风险分析和GIS的油气管道安全预警技术研究

对油气管道安全预警系统进行了分析,将GIS技术应用于油气管道安全预警系统中,构建了基于风险和GIS技术的油气管道安全预警系统,开发出基于风险分析模型和GIS技术的安全预警分析系统。介绍了油气管道安全预警系统结构的设计及基本功能。应用结果表明,该系统以GIS技术为平台,采用风险分析方法辅助进行管道安全预警是可行的,在油气管道风险分析中具有较好的工程实用价值。     

基于PSR-物元可拓模型的埋地原油管道风险分析

为了保证埋地原油管道安全运行,通过分析埋地原油管道风险源构成、作用机理和影响因素,构建了基于PSR-物元可拓模型的地下原油管道安全风险分析评价指标体系,选取河南油田分公司(鲁南段)的原油管道工程,收集风险源数据,进行"压力-状态-响应"模型分析并确定权重,采用物元可拓方法计算风险等级。利用建立的埋地原油管道安全风险分析指标体系进行了实例评估,结果表明,该原油管道工程风险等级处于Ⅱ级,评价结果与实际相符。该成果对埋地原油管道安全风险分析具有一定的参考价值和应用意义。