城市高壓燃氣管道在役焊接結構行為研究.pdf

1、城鎮(zhèn)高壓燃氣管道在長期的運行過程中,由于環(huán)境或人為的原因,管壁局部減薄或損壞,需要修復與加固。管線的在役焊接修復技術是一種直接在運行的管線上進行焊接的修復技術,可保持燃氣供應的持續(xù)性,修復速度快、時間短、效率高,無污染,具有極大的經濟效益、社會效益和市場應用前景。然而在役焊接時由于管線內部的高速流動的高壓燃氣,一旦發(fā)生燒穿,將會造成燃氣爆炸,威脅焊接工作人員的安全。有限元可以有效地模擬管道的在役焊接修復過程,這對控制燒穿及焊后的殘余應力

2、有實際的理論指導意義。
　　本文采用ANSYS有限元模擬軟件,對 Q345B管線鋼的城市燃氣管線進行在役焊接模擬,分析了其在多種工況下的瞬態(tài)溫度場、瞬態(tài)應力場及焊后殘余應力場,并結合內壁溫度和瞬態(tài)應力場分析了其燒穿的可能性,并分別探討了管道內部燃氣壓強和燃氣流速對溫度場及其應力場的影響。在本文制定的焊接工藝參數下,得出了以下結論:
　　1)分析了燃氣內壓為4MPa,燃氣流速為20m/s工況下,內壁最高溫度為322℃,此值低于

3、BMI研究所提出的管道不燒穿的內壁最高溫度982℃。
　　2)管道內部燃氣壓強和流速影響內壁表面的最高溫度。結果表明,隨著燃氣壓強(或流速)的增大,內壁的最高溫度降低。
　　3)分析了燃氣內壓為4MPa,流速為20m/s工況下,管道內壁表面的瞬態(tài)和殘余應力場分布。結合焊接溫度場分析得出的管道內壁表面節(jié)點溫度及相應時刻的瞬態(tài)等效應力值(接近所處溫度下屈服應力),可知在此情況下進行在役焊接相對較為安全。等效殘余應力值也在屈服應力