王友义 魏立新 吴 迪 王沛迪 王子健

(东北石油大学石油工程学院)

输油管道补板焊接修复结构有限元分析

王友义*魏立新 吴 迪 王沛迪 王子健

(东北石油大学石油工程学院)

补板修复是一种常用的输油管道焊接修复技术，焊接过程中不可避免的会产生残余应力，在应力水平较大处，管道易发生失效。基于有限元法，采用顺序耦合的方法和随温度变化的材料参数，运用有限元分析软件MSC.Marc，以管道穿孔后补板修复为例，分析了补板焊接修复过程应力、温度场的分布情况和随时间的变化规律。结果表明：冷却后补板和补板周围的残余应力最大，残余应力主要由焊接热循环引起，管道内压对残余应力的影响很小。

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输油管道服役过程中，由于腐蚀或第三方破坏经常会出现穿孔或壁厚减薄导致泄漏的情况。焊接修复技术例如套管、接管及补板等是常用的修复方法[1]。补板修复技术是指直接在缺陷外焊上一块加强板，焊接时，通过夹具使加强板固定在管道上，待焊料与管道外壁融合、冷却固定后，将夹具移去。相比于其他修复技术，补板修复技术更加方便快捷。

管道在受损修复后，几何形状与管道修建时已有很大不同，焊接过程中不可避免的会产生残余应力，应力分布发生巨大变化，在应力水平较大处易导致管道失效。因此需要研究管道焊接过程中和焊接后的温度场、应力场分布及其变化规律，为管道焊接修复结构安全评价提供基础。……