高真空多层绝热低温管道内管路波纹管应力非线性有限元分析

摘要：

广泛用于LNG等输送的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常使用波纹管膨胀节来补偿其内管的冷缩变形,波纹管由于工作在深冷环境中且要承受液体内压,在实际使用过程中常出现断裂进而导致整个管道失效.为此,介绍了HV-MLI低温管道的基本结构,建立了波纹管有限元模型,在HV-MLI低温管道输送LNG、LO2及LN2的不同工况下对波纹管进行了应力非线性有限元计算,分析了轴向位移载荷及内压载荷分别作用下的波纹管响应状况,并结合国家标准GB/T 12777-2008对所用波纹管进行了强度及疲劳寿命校核.结果表明:①波纹管满足HV-MLI低温管道使用要求;②输送LN2工况时波纹管等效应力最大,波纹管波峰内表面为危险点,此时可以考虑适当降低介质输送压力;③轴向位移载荷引起的波纹管子午向应力远超过材料的屈服极限,是引起波纹管疲劳损坏的主要因素,在管道设计及使用时应严格控制其数值.

关键词：高真空多层绝热、低温管道、波纹管、应力、非线性有限元法、强度校核、液化天然气

所属期刊栏目：36

分类号：TE8;U4

资助基金：甘肃省科技重大专项“大型LNG贮罐研发”1203GKDA001

在线出版日期：2016-06-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：84-89