海底管线服役条件有限元应力分析-论文.pdf

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1、海底管线服役条件有限元应力分析杨专钊1,2杨溪，一，惠非，一，王佐强。，赵晗君，冯慧，z(1．北京隆盛泰科石油管科技有限公司，北京100101；2．中国石油集团石油管工程技术研究院，西安710077；3．中海石油(中国)有限公司深圳分公司，深圳518067)摘要：采用有限元方法模拟分析了带配重层海洋管4)559mm~28mmSMYS450在海底1500in和输送压力为25MPa条件下服役时的应力状态，结果显示。在受配重层约束下的最大位移为0．0464xlOin，无配重约束位移为0．104x10in；第一主应力和Vonmise

2、s等效应力的最大值都分布在管体材料和配重层之间的界面处附近，距离管体外表面约2mm(壁厚28mm)，最大值分别为128MPa和216MPa。模拟结果表明，管线运行是安全的。也说明了采用Vonmises等效应力准则作为管道问题验收极限是可行的关键词：海底管线；有限元方法；配重层；应力分析；Vonmises等效应力中图分类号：TE973．1文献标志码：A文章编号：1001—3938(2014)08—0020—05FiniteElementStressAnalysisonSubmarinePipelineServiceCondit

3、ionYANGZhuanzhao，YANGXi，XIFei，WANGZuoqiang3,ZHAOHanjun，FENGHui，(1．BeijingLongshineOilTubularTechnologyCo．，Ltd．，Beijing100101，China；2．CNPCTubularGoodsResearchInstitute，Xi’an710077，China；3．ChinaNationalOffshoreOilCorperation，shenzhenbranch，Shenzhen518067，China)Abstra

4、ct：Inthispaper,theservicestressconditionof4559mmx28mmSMYS450marinepipewithconcreteweightcoatingundertransmissionpressure25MPaat1500insubseawasanalyzedbytheFiniteElementMethods(FEM)．Theresultshowedthatthemaximumdisplacementwas0．0464xlO。mwithintheConstraintoftheweigh

5、tcoating，andthedisplacementwas0．104xlO。mwithoutweightcoatingconstraint．Themaximumstressofboththe1stprincipalstressandVonmisesequivalentstresswere128MPaand216MParespectively，whichlocatedneartheinterfacebetweenthepipebodyandthecounterweightlayer,about2mmtotheoutsides

6、urfaceofpipebody(28mmwallthickness)．Italsoindicatedthattheoperationwassafety，andusingtheVonmisesequivalentstresscriterionaspipelineacceptancelimitisworkable．Keywords：submarinepipeline；FiniteElementMethods(FEM)；weightcoatinglayer；stressanalysis；Vonmisesequivalentstr

7、ess0前言条件急需开发适用于深海油气输送管道工程的焊管产品，以便与海洋油气开发、储运工作协随着国内外海洋油气开发战略的不断加强．调发展。海洋油气开发逐步得到发展。恶劣的深海服役但是，海底环境条件非常复杂，海底管道在(1)采用有限元法模拟海管服役条件下受力有限元模拟及试验验证[J]．中国腐蚀与防护学报，2013，33情况是可行可靠的；(04)：339-346．(2)受配重层约束，自由变形最大位移为[8]CAI正Y0F，VELAZQUEZJC，VALORA，HALLENJM．ProbabilityDistributionofP

8、ittingCorosionDepth0．0464xl0-3ITI．无配重约束位移为0．104xl0-3in；andRateinUndergroundPipelines：AMonteCarlo(3)应力分析中，Vonmises等效应力是最Study[J]．CorrosionScience，