王福众 李强

1中国石化集团管道储运公司鲁宁输油处 2中国石油勘探开发公司

长期服役含孔盗油管段结构强度的模拟分析

王福众1李强2

1中国石化集团管道储运公司鲁宁输油处 2中国石油勘探开发公司

针对输油管道盗油孔引起管道局部应力集中及焊接修复时产生残余应力的状况，基于ANSYS有限元分析平台对鲁宁管道某盗油管段盗油孔修复过程、管道运营状态进行数值模拟。具体包括单独考虑内压作用下管道应力分布状态模拟，管道制造、盗油孔修复时焊接所造成的残余应力分析以及综合考虑焊接残余应力与内压的共同作用，模拟盗油孔管道应力应变分布。结果表明，有限元数值方法具有较高可靠性，盗油孔及其修补焊帽的存在造成了局部应力集中现象，应力集中系数最高为2.05。

输油管道；打孔盗油；焊接；残余应力；数值模拟

鲁宁输油管道途经山东、安徽和江苏3省，首站为山东临邑，末站江苏仪征，全长655.37 km，管道直径720 mm，壁厚8(9)mm，设计运行最高工作压力4.2 MPa，管道材质为16 Mn螺旋焊缝钢管。然而，自20世纪90年代以来这条管线却时常受到人为破坏。针对输油管道盗油孔引起管道局部应力集中及焊接修复时产生残余应力的状况，基于ANSYS有限元分析平台对盗油孔修复过程、管道运营状态进行数值模拟。具体包括单独考虑内压作用下管道应力分布状态，管道制造、盗油孔修复时焊接所造成的残余应力分析以及综合考虑焊接残余应力与内压的共同作用，模拟盗油孔管道应力应变分布，并与实验结果进行对比，分析由于焊接以及应力集中对管道强度造成的影响情况。……