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地震灾害作用下埋地管道事故统计分析与启示
1
作者
帅义
徐春燕
+7 位作者
史鹏宇
胡融睿
范玉然
韩俊艳
任运波
田野
张怡
高唯
《天然气工业》
北大核心
2025年第7期158-167,共10页
随着中国管道系统建设规模的持续扩大,地震灾害对埋地管道安全完整性的威胁日益加剧。地震灾害可能导致埋地管道发生断裂、变形损伤、屈曲失稳等失效破坏,严重时甚至会引发泄漏、燃烧、爆炸等重大事故。为此,系统收集地震灾害引发管道...
随着中国管道系统建设规模的持续扩大,地震灾害对埋地管道安全完整性的威胁日益加剧。地震灾害可能导致埋地管道发生断裂、变形损伤、屈曲失稳等失效破坏,严重时甚至会引发泄漏、燃烧、爆炸等重大事故。为此,系统收集地震灾害引发管道失效的案例,通过广泛收集国内外地震灾害下管道失效案例共55例,总结了地震导致管道失效的主要原因、失效形式及其后果,并从震级、管道类型、失效模式等多个维度进行事故规律的统计,分析了地震作用下埋地管道的失效事故规律,对埋地管道的建设与安全运行具有重要意义。研究结果表明,①国内外由地震引发的管道失效事故数量逐年增多,特别是跨越地震断裂带区域的管道尤其明显;②城市天然气和供水管道系统因其分布集中、路由复杂,在地震中更容易遭受破坏,且常伴随严重的次生灾害发生;③6级及以上地震是管道失效的主要诱因,失效模式以断裂和泄漏为主,占比分别为53.3%、29.0%;④断层位移、地震诱发的滑坡和土壤液化等永久地表变形是引发管道失效的主要原因,其中断层活动占比最大,达到72.8%。结论认为,通过对管道失效案例的统计分析,揭示了地震作用下埋地管道的事故规律及特点,可为埋地管道的抗震设防、管道地震灾害的风险评估以及管道的安全运维提供重要的参考依据。
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关键词
地震破坏
管道失效
统计分析
破坏机制
失效类型
抗震能力
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职称材料
含褶皱凹陷管道抗弯能力试验及屈曲失效预测
被引量：
2
2
作者
帅义
张俊杰
+6 位作者
王俊强
曹胜
张晓兵
林楠
刘哲
陈乐蓓
高唯
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期151-161,共11页
凹陷是油气管道的典型缺陷之一,会对管道的完整性构成严重威胁。为此,对弯矩载荷作用下的含皱褶(弯折)凹陷缺陷管道的屈曲行为及极限抗弯能力进行研究。首先,在实验室进行了含皱褶凹陷全尺寸管道四点弯曲试验,测试了管道屈曲失效过程中...
凹陷是油气管道的典型缺陷之一,会对管道的完整性构成严重威胁。为此,对弯矩载荷作用下的含皱褶(弯折)凹陷缺陷管道的屈曲行为及极限抗弯能力进行研究。首先,在实验室进行了含皱褶凹陷全尺寸管道四点弯曲试验,测试了管道屈曲失效过程中屈曲临界载荷及应变响应规律。然后,建立了弯矩载荷作用下含皱褶凹陷管道屈曲失效非线性有限元数值模型,通过与试验数据进行对比验证了模型的可靠性,并在此基础上进行参数敏感性分析。最后,基于大量有限元数值仿真算例结果,开发了一种含皱褶凹陷管道极限抗弯能力预测模型。研究结果表明:①皱褶凹陷的存在能够削弱管道的抗弯曲能力,尤其是深度较大的皱褶凹陷。②管道屈曲过程中凹陷底部中心位置产生了相当大的压缩应变,远高于完好管道该对应位置的应变值;而凹陷轴向两侧端部位置的应变由弯曲初始阶段的压缩应变逐渐转变成屈曲失效后的拉伸应变。③随着管道凹陷深度的增加,管道抗弯曲能力迅速降低;管道径厚比越小,含褶皱凹陷管道抗弯性能越强;内压的增高在一定程度能够改善管道的弯曲性能,进而避免屈曲的发生;含褶皱凹陷管道的抗弯能力随屈服强度和抗拉强度的增大而增强,但增强幅度有限。结论认为:①屈曲失效预测模型最大预测误差为10.87%,平均误差仅为3.59%,在工程中,可以用于评估15%D深度以下的皱褶凹陷管道的极限弯曲能力;②建立的模型可以定量评估含褶皱凹陷管道的临界弯矩,可用于含褶皱凹陷管道屈曲稳定性失效的评价和预警。
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关键词
管道
凹陷
屈曲
建模研究
失效分析
完整性评价
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职称材料
题名
地震灾害作用下埋地管道事故统计分析与启示
1
作者
帅义
徐春燕
史鹏宇
胡融睿
范玉然
韩俊艳
任运波
田野
张怡
高唯
机构
应急
管理
部
油气
生产
安全与
应急
技术
重点
实验室
·中国石油大学
(
北京
)
新疆多介质管道
安全
输送
重点
实验室
·国家管网集团西
部
管道有限责任公司
城市与工程
安全
减灾教育
部
重点
实验室
·
北京
工业
大学
中国石油
西南
油气
田公司华油公司
出处
《天然气工业》
北大核心
2025年第7期158-167,共10页
基金
国家自然科学基金项目“纳入裂尖多尺度拘束效应的X80管道环焊缝断裂评估方法研究”(编号:52204071)
国家重点研发计划子课题项目“基于内检大数据的城市燃气管道服役状态综合评价与决策技术研究”(编号:2022YFC3004802-4)
国家石油天然气管网集团公司揭榜挂帅项目“油气管道地震灾害完整性管理技术研究”(编号:AQWH202304)。
文摘
随着中国管道系统建设规模的持续扩大,地震灾害对埋地管道安全完整性的威胁日益加剧。地震灾害可能导致埋地管道发生断裂、变形损伤、屈曲失稳等失效破坏,严重时甚至会引发泄漏、燃烧、爆炸等重大事故。为此,系统收集地震灾害引发管道失效的案例,通过广泛收集国内外地震灾害下管道失效案例共55例,总结了地震导致管道失效的主要原因、失效形式及其后果,并从震级、管道类型、失效模式等多个维度进行事故规律的统计,分析了地震作用下埋地管道的失效事故规律,对埋地管道的建设与安全运行具有重要意义。研究结果表明,①国内外由地震引发的管道失效事故数量逐年增多,特别是跨越地震断裂带区域的管道尤其明显;②城市天然气和供水管道系统因其分布集中、路由复杂,在地震中更容易遭受破坏,且常伴随严重的次生灾害发生;③6级及以上地震是管道失效的主要诱因,失效模式以断裂和泄漏为主,占比分别为53.3%、29.0%;④断层位移、地震诱发的滑坡和土壤液化等永久地表变形是引发管道失效的主要原因,其中断层活动占比最大,达到72.8%。结论认为,通过对管道失效案例的统计分析,揭示了地震作用下埋地管道的事故规律及特点,可为埋地管道的抗震设防、管道地震灾害的风险评估以及管道的安全运维提供重要的参考依据。
关键词
地震破坏
管道失效
统计分析
破坏机制
失效类型
抗震能力
Keywords
Earthquake damage
Pipeline failure
Statistical analysis
Failure mechanism
Failure type
Earthquake resistance
分类号
TE832 [石油与天然气工程—油气储运工程]
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职称材料
题名
含褶皱凹陷管道抗弯能力试验及屈曲失效预测
被引量：
2
2
作者
帅义
张俊杰
王俊强
曹胜
张晓兵
林楠
刘哲
陈乐蓓
高唯
机构
中国石油大学
(
北京
)
安全与
海洋工程学院
应急
管理
部
油气
生产
安全与
应急
技术
重点
实验室
·中国石油大学
(
北京
)
国家市场监管
技术
创新中心(
油气
管道与储存设备
安全
领域)·
中国
特种设备检测研究院
国家管网集团东
部
原油储运有限公司
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期151-161,共11页
基金
国家重点研发计划子课题“基于内检大数据的城市燃气管道服役状态综合评价与决策技术研究”(编号:2022YFC3004802-4)
国家自然科学基金项目“纳入裂尖多尺度拘束效应的X80管道环焊缝断裂评估方法”(编号:52204071)
中国石油大学(北京)优秀青年学者科学基金项目“高强钢管道环焊缝断裂机理及应变能力研究”(编号:2462023QNXZ006)。
文摘
凹陷是油气管道的典型缺陷之一,会对管道的完整性构成严重威胁。为此,对弯矩载荷作用下的含皱褶(弯折)凹陷缺陷管道的屈曲行为及极限抗弯能力进行研究。首先,在实验室进行了含皱褶凹陷全尺寸管道四点弯曲试验,测试了管道屈曲失效过程中屈曲临界载荷及应变响应规律。然后,建立了弯矩载荷作用下含皱褶凹陷管道屈曲失效非线性有限元数值模型,通过与试验数据进行对比验证了模型的可靠性,并在此基础上进行参数敏感性分析。最后,基于大量有限元数值仿真算例结果,开发了一种含皱褶凹陷管道极限抗弯能力预测模型。研究结果表明:①皱褶凹陷的存在能够削弱管道的抗弯曲能力,尤其是深度较大的皱褶凹陷。②管道屈曲过程中凹陷底部中心位置产生了相当大的压缩应变,远高于完好管道该对应位置的应变值;而凹陷轴向两侧端部位置的应变由弯曲初始阶段的压缩应变逐渐转变成屈曲失效后的拉伸应变。③随着管道凹陷深度的增加,管道抗弯曲能力迅速降低;管道径厚比越小,含褶皱凹陷管道抗弯性能越强;内压的增高在一定程度能够改善管道的弯曲性能,进而避免屈曲的发生;含褶皱凹陷管道的抗弯能力随屈服强度和抗拉强度的增大而增强,但增强幅度有限。结论认为:①屈曲失效预测模型最大预测误差为10.87%,平均误差仅为3.59%,在工程中,可以用于评估15%D深度以下的皱褶凹陷管道的极限弯曲能力;②建立的模型可以定量评估含褶皱凹陷管道的临界弯矩,可用于含褶皱凹陷管道屈曲稳定性失效的评价和预警。
关键词
管道
凹陷
屈曲
建模研究
失效分析
完整性评价
Keywords
Pipeline
Dent
Buckling
Modelling
Failure analysis
Integrity evaluation
分类号
TE973 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
地震灾害作用下埋地管道事故统计分析与启示
帅义
徐春燕
史鹏宇
胡融睿
范玉然
韩俊艳
任运波
田野
张怡
高唯
《天然气工业》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
2
含褶皱凹陷管道抗弯能力试验及屈曲失效预测
帅义
张俊杰
王俊强
曹胜
张晓兵
林楠
刘哲
陈乐蓓
高唯
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
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