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题名长输油气管道环向表面裂纹扩展特性研究
被引量：1
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作者
曹敏
汤历平
王锡军
王佳
肖开阳
孙莹
初炳军
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机构
西南石油大学机电工程学院
中国石油青海油田地面集输工程公司
青海油田培训中心
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出处
《石油机械》
北大核心
2024年第12期125-133,共9页
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基金
全国总工会补助项目“油气管道腐蚀机理及防腐措施研究”(2016-2901)。
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文摘
长输油气管道在复杂载荷作用下失效问题频发,甚至出现因裂纹而泄漏等现象。为研究长输油气管道中环向表面裂纹的扩展特性,以含表面裂纹的长输油气管道为研究对象,基于围线积分法计算了长输油气管道表面裂纹尖端的J积分,基于扩展有限元法(XFEM)模拟了环向表面裂纹的扩展过程,同时分析了裂纹尖端张开位移(CTOD)的变化特性。分析结果表明:相较于内压,轴向载荷对环向表面裂纹的扩展有更大的影响;在相同载荷下,长输油气管道中内裂纹的扩展速率比外裂纹的扩展速率大;在裂纹扩展过程中,初始裂纹首先沿环向扩展演变成椭圆形裂纹,当裂纹长深比达到一定值后,裂纹沿与椭圆形裂纹尖端垂直的方向快速扩展,此阶段扩展速率远大于形成椭圆形裂纹的阶段。研究结果可为分析长输油气管道裂纹与断裂提供参考。
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关键词
长输油气管道
环向表面裂纹
J积分
裂纹扩展
裂纹尖端张开位移
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Keywords
long distance oil and gas pipeline
circumferential surface crack
J-integral
crack propagation
CTOD
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分类号
TE832
[石油与天然气工程—油气储运工程]
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题名小尺寸环形焊缝对接焊管焊接变形控制研究
被引量：3
- 2
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作者
王锡军
刘德勇
王斌
薛梅
王富满
何湘
齐永锰
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机构
中国石油青海油田公司“王锡军国家级技能大师”工作室
中国石油青海油田地面集输工程公司
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出处
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2022年第3期145-148,152,共5页
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文摘
针对环形焊缝焊管接头焊接时焊接局部升温快,焊接变形高,残余应力高等问题,采用有限元法对焊接过程的变形和残余应力研究。分析常用结构尺寸、材料、焊接温度下焊管热变形及残余应力分布情况;基于热变形计算不同尺寸下焊管预弯曲范围,降低焊接过程中的变形。同时对数值仿真模型进行试验对比验证。分析发现,焊缝两侧焊管的残余应力和变形分布较为对称;焊管焊后弯曲的主要因素是径向方向变形和切向方向;20MnCr5焊接性较差,变形严重,残余应力集中严重;根据焊接变形情况提出预弯焊管的新方法,得到不同直径下和不同焊管壁厚下的弯曲度范围,确保焊接质量。
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关键词
石油开采
环形焊缝
焊接
数值仿真
热变形
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Keywords
oil extraction
circumferential weld
welding
the numerical simulation
the thermal deformation
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分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
TG66
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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题名埋地输气管道泄漏扩散参数敏感性仿真
- 3
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作者
范佳锐
汤历平
王锡军
王佳
孙莹
丁俊
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机构
西南石油大学机电工程学院
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出处
《科学技术与工程》
2025年第25期10671-10679,共9页
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基金
全国总工会补助项目(2016-2901)。
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文摘
为分析不同因素在埋地输气管道泄漏及扩散中的影响,基于组分运输模型和多孔介质模型,采用FLUENT软件建立埋地天然气管道的三维数值模型,分析管道内压、泄漏口孔径、管道埋深和地面硬化情况对埋地输气管道泄漏特性的影响。分析结果表明:随管道内压增大,泄漏口泄漏速率明显提升,在管道方向泄漏范围更远,在大气方向泄漏更为集中;泄漏口孔径越大,同等时间泄漏量增大明显,泄漏口附近高浓度区域增大,且到达边界时间更短;随泄漏管段埋深增加,泄漏甲烷更晚到达地面,扩散范围更广,大气中甲烷含量更低;硬化地面宽度越大,地面对泄漏甲烷的阻碍区域增大,泄漏甲烷大部分聚集在土壤中,同时地面甲烷浓度和地面预警区域直径变小;不同因素对埋地输气管道泄漏后危险区域的影响权重为:管道埋深>硬化宽度>泄漏孔径>管道内压。
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关键词
埋地管道
泄漏
扩散
数值模拟
风险评估
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Keywords
buried pipeline
leak
diffusion
numerical simulation
risk assessment
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分类号
TE88
[石油与天然气工程]
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