天然气站场管道应力分析

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1、万方数据2015正第2期管道Pipeline2015No．2天然气站场管道应力分析王迪，刘恩斌(西南石油大学石油与天然气工程学院流体热工教研室，四川成都610500)摘要：文中以西气东输二线库米什压气站为例，运用CAESARⅡ有限元分析软件对压气站管道进行静态分析及动态分析。其中，静态分析校核了管道模型在持续工况及膨胀工况下的节点应力，并计算出压缩机进出口管道在操作工况下的位移和约束力。由校核结果可知，管道系统应力均在许用范围内，最大应力节点为压缩机出口管线的放空阀处。动态分析求解了管道的前5阶固有频率，并针对固有频率

2、较低的位置，提出了相应的措施，最终将管道的固有频率提高到11．277Hz，使管道的振动控制在合理范围内。关键词：西气东输二线工程；应力分析；CAESAR11；压缩机；固有频率中图分类号：TE8文献标识码：B文章编号：1004—9614(2015)02-0009-04StressAnalysisofNaturalGasStationPipelinesWANGDi，LIUEn．bin(FluidThermalTeachingSection，OilandNaturalGasEngineeringDepartment，Sout

3、hwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China)Abstract：BasedontheKumishicompressorstationofthesecondwest—eastgaspipelineproject，thispaperanalyzedbothstaticanddynamicstatusofthepipelinesystembytheuseoffinitesoftwareCAESAR11．Amongwhich，thestaticanalysischeckedtheno

4、destressundersustainableandexpansionconditionandfiguredoutthedisplacementsandconstraintforcesofthecompressorpipelinesunderoperationalcondition，whilethedynamicanalysissolvedthefirstfivenaturalfrequenciesofthepipe—line．Throughthestaticreports，thestressofpipelinesy

5、stemiswithintheallowablestressrangeunderthesustainableandexpan—sioncondition，andthehigheststressnodeisattheventvalveofthecompressorexportpipeline．Asfortheresultsofdynamica—nalysis，thispaperprovidedmeasuresinMlusiontothoselowernaturalfrequenciesandimprovedthenatu

6、ralfrequencyto11．277Hz，thuscontrolledthevibrationofpipelinesystemtoareasonablerange．Keywords：thesecondwest—eastgaspipelineproject；stressanalysis；CAESARII；compressor；naturalfrequency0引言由于燃气管道覆盖面广，输送介质特殊，所以输气管道的安全、稳定非常重要。20世纪90年代，西南石油大学的邓道明通过基础理论对管道强度进行研究¨1；中国石化兰州

7、设计院邱令国提出快速判断管道受力的方法。2。；2001年，M．DChapetti和J．LOtegui等对埋地天然气管道在进行套管维修时的应力状态进行了全面的实验分析‘3。；2014年，ErwinGamboa和Mi—chaelGiuliani运用x射线的微断层摄影技术观测了低碳钢管道表面以下应力腐蚀开裂情况。4。为了保证管道运行的安全性，有必要对管道系统的应力进行分析‘5‘6J。因此，文中主要进行以下分析：(1)通过管道的应力分析确定合理的配管收稿日期：2014-07—31收修改稿日期：2015—01—31形式"1；(2

8、)验证管道的一次应力以及二次应力，保证其在应力许用范围内8；(3)求解管道的固有频率，避免管道发生共振；(4)运用CAESAR1I有限元应力分析软件，提高整个分析过程的精确度。1管道应力分析的主要内容管道系统应力分析主要包括静态分析和动态分析19。10{。在静态分析过程中，主要校核管道在持续工况和膨胀工况下的应力，在应力超标的管段