压力管道的疲劳分析
在油气管道的运行中,内压和外压的变化均会导致管线的应力变化,这种交变应力会使管道内部或表面的缺陷发生扩展,严重时会导致管道疲劳断裂,给油气生产带来严重的安全隐患.本文介绍了压力管道疲劳分析的一些理论,并介绍了caesarⅡ在管道疲劳分析中的应用.在管道设计中，主要通过以下几个方面避免管道的疲劳破坏：尽量避免间断输送介质造成管道反复加压、卸压、升温和降温。工艺设计中合理估算产量，优化管径，使得管线在投产后能够连续平稳运行。尽量避免运行中压力波动较大。工艺设计时增加压力保护设施：超压时管道能够及时进行卸压，压力降低时，及时进行关断保护。如果有必要可以在管线中增加脉动阻尼器。尽量避免运行中温度发生周期性变化，使管壁产生反复性温度应力变化。工艺设计时增加温度保护设施：超温时，减少管道输送介质的加热量；温度降低时，增加管道输送介质的加热量。尽量避免和管道相连接的设备、支撑的交变应力和受迫振动。增加和管道相连接的设备、支撑的阻尼，必要时可增加液压阻尼器、弹簧减震器等来减少其受迫振动。选择塑性较好的材料。可以通过选择塑性较好的材料来增加材料的疲劳极限，增加管道对交变应力的耐受力。为了工程减少投资，可以对管系进行疲劳寿命分析，找出容易产生疲劳破坏的管段，仅对该管段的材料进行升级。做好配管的优化设计。可以在管道的几何结构不连续的地方（弯头、三通、焊缝附近）增大应力增大系数；在一些容易产生疲劳破坏的管段增大管线壁厚，从而降低其实际产生的应力，进而增加对循环次数的耐受水平。
油气输运 压力管道 疲劳分析 结构设计
单士明 张红志 刘璇
中国石油集团海洋工程有限公司工程设计院
国内会议
中国石油学会石油工程专业委员会海洋工程工作部2012年工作年会暨技术交流会
北京
中文
171-175
2012-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）