含腐蚀缺陷燃气管道极限载荷的有限元分析

利用有限元弹塑性分析方法,对含腐蚀缺陷的燃气管道进行了非线性分析,研究了腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对燃气管道极限载荷的影响.并和含腐蚀缺陷管道的全尺寸爆破试验结果以及ASME B31G计算的结果进行对比,证明有限元方法在分析腐蚀缺陷管道的可行性.     

含腐蚀缺陷燃气管道极限载荷的有限元分析

利用有限元弹塑性分析方法,对含腐蚀缺陷的燃气管道进行了非线性分析,研究了腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对燃气管道极限载荷的影响．并和含腐蚀缺陷管道的全尺寸爆破试验结果以及ASMEB31G计算的结果进行对比,证明有限元方法在分析腐蚀缺陷管道的可行性．     

外腐蚀管道剩余寿命的有限元分析

预测油气管道的剩余寿命, 对避免管道泄漏事故的发生和节省维修费用具有重要意义。针对国内某成品油管道开挖点处的两个腐蚀缺陷, 基于有限元分析方法, 建立了管道椭球形缺陷的三维有限元结构模型。以管道实测缺陷尺寸为依据, 在已知腐蚀速率的情况下, 采用非线性分析技术对腐蚀管道进行了应力分析, 依据塑性极 限状态失效准则预测了管道的剩余寿命。结果表明, 两个腐蚀缺陷的剩余寿命分别为8a和1 3a, 预测结果可为管道的维护维修提供理论依据。     

基于有限元分析的冻土区埋地腐蚀管道力学行为研究

针对埋地管道设计未充分考虑作业过程中管道受冻胀和腐蚀作用时的受力变化情况,根据冻土区埋地腐蚀管道的复杂性,以及冻土区埋地管道受力变形破环因素,建立适用于冻土区埋地腐蚀管道的有限元模型,研究了环境温度、腐蚀深度和长度等因素对管道应力的影响。结果表明,影响冻土对腐蚀管道作用的因素主要为抬升高度及端部拉应力,抬升高度导致腐蚀管道的应力及应变线性增加,但端部拉应力的作用效果与其相反;管道的应力应变与腐蚀深度的二次方成正比,腐蚀长度的增加导致管道应力及应变先急剧增加,且长度大于150 mm时,管道力学性能在一定范围内小幅波动。研究结果可为冻土区埋地管道的设计提供一种新的思路和方法。     

基于有限元法的含腐蚀缺陷陷钻杆剩余抗拉强度分析

基于有限元法研究含腐蚀缺陷钻杆的剩余抗拉强度问题 &分别讨论轴向腐蚀长度 ''环向腐蚀长 度 ''腐蚀深度 ''腐蚀半径等因素对钻杆剩余抗拉强度的影响 ( 研究结果表明)对于均匀腐蚀缺陷钻 杆 &其剩余抗拉强度受腐蚀深度的影响最大 &受环向腐蚀长度的影响次之 &受轴向腐蚀长度的影响最 小 *对于点腐蚀缺陷钻杆 &其剩余抗拉强度受腐蚀深度的影响最大 &且随着腐蚀半径的增大而增大 ( 与该有限元法相比 &依据现行石油行业标准计算所得的钻杆剩余抗拉强度较大 &按此强度设计的钻 杆存在一定安全风险 & 因此 &设计中应充分考虑不同腐蚀形态的影响.     

含体积型缺陷管道的剩余强度评价

由于管道输送介质易燃、易爆等特点,管道一旦失效,发生泄漏,输送介质将迅速扩散,遇到火源就会剧烈燃烧,甚至爆炸,其后果是灾难性的。为了防止管道意外事故的发生,采取适当的方法对含体积型缺陷管道的剩余强度作出评价。基于含体积型缺陷管道的受力情况,应用ABAQUS有限元分析软件模拟缺陷管道的力学行为,计算含体积型缺陷管道的失效压力,分析缺陷长度、缺陷深度以及缺陷宽度与失效压力的关系,得出管道允许存在的最大缺陷尺寸。依据该尺寸对含体积型缺陷管道作出继续使用、降压、修复、更换等方案选择,以此保证油气管道的输送安全。     

基于腐蚀缺陷管道的剩余强度评价标准应用

针对腐蚀缺陷管道剩余强度的评价问题,研究了ASME B31G标准、Rstreng标准、DNV RPF101标准及其算法,并对腐蚀缺陷管道的剩余强度进行了评价.计算了不同评价标准对于同一腐蚀缺陷的评价结果,评价了库鄯线原油管道和独乌线成品油管道中不同长度、深度的腐蚀缺陷,对评价结果及其变化情况进行对比分析.结果表明,对于同一腐蚀缺陷,不同评价标准所得到的管道剩余强度值之间存在差异,即各评价标准的保守性不同;不同评价标准适用于不同的腐蚀长度区间,且腐蚀缺陷尺寸的变化对不同评价标准所得到的管道剩余强度的影响程度不同.     

输油管管壁轴向缺陷应力分析

长输油气管线由于腐蚀所引起的管壁缺陷，是油气管线正常运行的一大隐患。针对管壁上的轴向缺陷，用有限元法对其进行分析计算，给出了管壁轴向缺陷处的应力分布规律，并研究了缺陷长度、宽度和剩余壁厚对应力的影响。同时拟合了缺陷处应力的计算公式，为工程技术人员的设计计算，以及现场管道安全运营动态管理提供了依据。     

换热器管束腐蚀穿孔失效原因分析

采用光学显微镜、Ｘ射线荧光光谱仪、Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）、电化学测试等分析手段,对某洗化厂循环水换热器管束钢（２０＃ 钢）进行失效分析。分析结果表明：管束材质成分不符合标准２０＃ 钢成分的要求,管束材质的变化将影响其耐蚀性;又由于管束内表面结垢发生较为严重的垢下腐蚀,管束内表面存在氧化铁垢层使垢层内外形成氧浓差电池,构成大阴极小阳极腐蚀原电池。所以,垢下腐蚀是引起管束穿孔的主要原因。     

基于ANSYS的跨越管道的有限元分析

为了研究有固定墩单管直接跨越管道在自重及内压作用下的受力情况,利用有限元分析软件ANSYS 对管道进行了有限元分析,并通过改变同一跨越管道的跨长和管道外径,进行了数值模拟分析。通过分析,找出了 有固定墩单管直接跨越管道的应力集中点及管道失效点。结果表明,随着跨长的增加,管道自重和内压对跨越管道 的应力和应变的影响逐渐增加,当跨长超过25m 时,此跨越管道处于危险失效状态;当跨长一定时,管道应力和应 变随半径的增加而增大,当半径为610mm 时,此跨越管道失效。为了避免跨越管道的失效,在设计计算和安装时, 需要综合考虑跨越管道的受力影响因素,使用桁架跨越、悬索跨越等其他跨越形式。     

基于有限元方法的悬空管道稳定性分析

自然灾害中的土体塌陷严重威胁埋地管道的稳定性。为了研究埋地管道在悬空塌陷区的稳定性,基于有限元方法,研究了壁厚、外径不同的埋地弯管在悬空状态下的位移、应变和应力;采用特征值屈曲理论,研究了一定条件下埋地弯管在土体塌陷时所能承受的极限长度。结果表明,减小管道在土体中的埋深、增大管道外径以及壁厚,可以有效降低管道在土体塌陷过程中的位移,管道的应力和应变均发生在塌陷区的中心和两侧固支端的位置;管道外径、壁厚的提高,可以在一定程度上抑制局部应力过高;埋地弯管在采空区的极限长度约为87 m,并且增大管道外径和壁厚可增强埋地弯管在土体塌陷过程中的抗屈曲能力。     

地震灾害下埋地管道的有限元分析

管道运输是输送油气等重要物资的主要手段,而地震对埋地管道的破坏是难以修复的。首先,基于非线性动力学理论,运用ANSYS有限元软件建立了管道-土体模型;然后,建立管道与土体之间的非线性接触模型,通过对有限元模型施加载荷,得到了埋地管道的静力分析结果;最后,对埋地管道施加不同的地震波并进行了比较。结果表明,管道的上部和下部在地震波的影响下产生了较大的位移;随着输入的地震波逐渐加大,管道下部的位移减小,但仍大于管道两侧的位移。由此可知,发生地震时管道的上部和下部受到的影响较大。     

异径挤压三通应力的有限元分析

应用ANSYS 分析软件对内压作用下大异径挤压三通进行了应力计算和分析,得到了该三通模型的 应力分布规律的数值结果,用理论计算结果验证了有限元分析结果的可靠性,给出了挤压三通肩部转角半径大小对三通强度的影响。结果表明,三通在主支管相贯处应力集中程度很高;当外转角给定时,最大应力与内转角近似成二次曲线关系。根据计算结果及相关文献,提出了计算挤压三通最大应力的经验关联式。     

基于ANSYS的ZDY2000L型煤矿钻机给进模块的有限元分析

钻机是现代煤矿井下采煤的重要工艺装备。钻机正常工作时,动力给进部分受力复杂,工作环境苛刻。为保证产品质量及可靠性,使用有限元分析软件ANSYS专门对给进模块进行了应力分析及振动模态计算。通过计算,得到了ZDY2000L型钻机给进模块在极限工作状态下的局部应力最大值为60.809MPa及导轨刚度变形最大值为0.029 7mm,发现所设计的产品在降低用钢量的情况下,能够同时保证结构局部的强度小于215MPa的要求及整体刚度变形小于0.1mm的要求。最后,对给进结构进行了必要的振动模态分析,得到各阶频率值,从而为改善系统的力学性能提供了理论依据。     

大型通用有限元分析软件ANSYS简介

ANSYS软件具有建模简单、快速、方便的特点,因而成为大型通用有限元程序的代表。对有限元作了一个总体的介绍,并着重介绍了ANSYS软件,简要地叙述了ANSYS软件的主要技术特点和各部分构成以及其主要的分析功能,通过一个空间托架的简单例子的详细操作说明它在力学分析上的应用。从其构成及功能中可以看到,ANSYS软件的确是工程应用分析的有效工具。它在静力学和动力学上也有着很大的作用,对现在正在研究的超精密超高速的机械加工的应力分析有着一定的帮助。     

基于有限元法的球罐强度可靠性分析

球罐是石油化工行业储存或盛装气体、液体等介质的重要设备,其可靠性是安全性的重要指标。对可靠性分析的概念进行了简要说明,并通过大型有限元软件对球罐模型的可靠性及参数敏感性进行了分析和评价。参数的可靠度和灵敏度能直观地反映出正态分布设计参数对可靠度的影响,可为球罐强度的可靠性设计提供科学参考。     

石化火炬燃烧器管线裂纹开裂失效分析

研究了火炬燃烧器管线开裂区域的破坏机理,通过对管线进行低倍宏观分析、材质分析、显微镜金相分析、扫描电子显微镜（SEM）微观形貌及能谱分析（EDS）与实验相结合的手段,找出了管线失效开裂的原因,进一步分析了敏感环境（介质）、敏感材料和应力状况对管线开裂失效造成的影响。结果表明,在一定的温度下,管线内形成H₂S＋CO₂＋H₂O的酸性腐蚀环境,火炬燃烧器管线的不锈钢材质敏化严重,存在严重的晶间腐蚀;晶间腐蚀造成管壁表面晶粒剥落,产生点蚀坑,点蚀坑处又成为应力腐蚀裂纹的裂纹源;火炬燃烧器管线在制造加工、装置运行等过程中会产生一定程度的应力集中,在腐蚀介质、敏感材质和应力集中三个因素的影响下,火炬燃烧器管线会发生晶间型应力腐蚀开裂而失效。