寒地日照及昼夜动态大温差下保温管道外护层破坏的热力耦合仿真与分析

摘要：

针对漠大线极寒地带输油保温管道堆放过程中外护层开裂问题,通过低温性能参数试验及多层结构热力耦合仿真计算,研究极寒地带保温管道在日照不均及昼夜动态大温差往复作用下的破坏机理.基于HDPE在不同低温下的性能参数,完成对管道多层结构的材料参数、边界条件、动态温度载荷的相关设置,得到极寒地带保温管道堆放过程中日照不均及昼夜动态大温差的往复作用下,外护层应力应变分布规律以及整体综合作用效果.仿真结果表明,因多层结构中各层材料的线膨胀系数差异,在极寒地带日照不均及昼夜动态大温差的交变累积作用下,各层之间产生了复杂的相互约束关系.对应力而言,第54天极值34.45 MPa为第9天1.74 MPa的19.80倍;对应变而言,相应两极值相差3.76倍,而且第54天聚乙烯外护层仿真应力值已严重超过低温应力强度指标.进一步结合现场工程实际与材料损伤理论,分析外护层开裂原因,验证了仿真结果的正确性,为极寒地带保温管道改性提供一种新的指导思路.

关键词：保温管道、外护层破坏、热力耦合、日照不均及昼夜动态大温差

所属期刊栏目：36

分类号：TH49;TQ055.8;O241.82(气体压缩与输送机械)

资助基金：国家自然科学基金项目11272084,11072056;中国石油和化学工业联合会科技指导计划项目2017-01-05;东北石油大学研究生创新科研项目YJSCX2016-024 NEPU

在线出版日期：2019-06-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：8-14