管道在役焊接修复残余应力分析及应用

摘要：

目前,对在役焊接的研究多集中在套袖焊接接头变形过程与失效机理方面,对套袖的焊接尺寸和应力分布研究较少.为研究管道在役焊接修复残余应力的分布规律及影响区域,采用ANSYS软件建立套袖焊接有限元模型,分析焊接线能、套袖壁厚、管径及压力对套袖焊接残余应力分布的影响,确定套袖最佳壁厚的计算方法,探究管道壁厚、外径、压力及缺陷尺寸与腐蚀应力分布的关系,建立套袖焊接尺寸计算准则并进行现场应用.研究结果表明:套袖焊缝边缘的轴向应力最大,易出现应力破坏现象,焊缝外侧为压应力,内侧为拉应力,主要与熔池冷却收缩效应有关;在熔池冷却收缩和对流换热共同作用下,焊接残余应力分布随套袖壁厚的增大而增大,焊接线能、管径和压力的影响作用可忽略;应力峰值随套袖壁厚的增大先减小再增加,套袖壁厚选取临界壁厚值时焊接点出现氢致开裂的风险最低.所得结果对管道修复时确定套袖的壁厚和焊接尺寸具有指导意义.

关键词：在役管道、焊接修复、残余应力、腐蚀应力、套袖、缺陷尺寸、计算准则

所属期刊栏目：51

分类号：TE988(石油机械设备与自动化)

资助基金：中国石油天然气股份有限公司十三五煤层气重大科技专项2017E-1406

在线出版日期：2023-03-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：130-137