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中石油管道局破解國際壓力容器業難題

作者：甄俊華 張希希   來源：中國石油報    時間：2013-09-30

    中化新網訊
    記者9月29日獲悉，管道局自主創新的熱壓三通設計方法破解國際壓力容器行業難題，填補了國內外空白。

　　這次試驗是對管徑1219毫米×1016毫米的三通進行水壓爆破試驗，為國際上首次采用此法準確評價三通極限載荷，給大開孔率三通設計方法研究積累了重要的試驗依據。

　　管道局研究院結合西氣東輸三線等工程對大口徑和大厚壁三通的需求，與管道局設計院和機械公司聯合開展高鋼級、大口徑和大開孔率三通結構優化及計算方法研究。研究人員采用標準分析、理論計算和應力試驗相結合的方法，研究結構與壁厚對三通應力分布以及安全性的影響，提出開孔率為0.8至1的三通設計理論；通過采用應變測試方法對三通水壓爆破試驗過程中的極限載荷測定，運用有限元方法進行對比分析，確定了大開孔率三通設計評定準則。

　　隨著油氣管道的發展，油氣管道用三通朝著大口徑、高壓力和大厚壁的方向發展。以往的三通設計多采用保守的設計方法，三通的生產、應用及安全性存有一定的隱患。目前，國內外還沒有一種科學合理的方法來指導油氣管道用大開孔率三通的設計，且大開孔率三通設計方法一直是國際壓力容器行業的難題。由于油氣管道用三通壁厚不均勻、制造工藝和結構尺寸復雜、開孔率大，目前全球還沒有開展相關技術的研究。

　　近年來，國內學者在三通結構對三通受力影響方面進行分析，但在開孔率的理論設計方法、安全系數和極限載荷等方面未得出確切的理論依據，不能為大開孔率三通設計評定提供依據。國外早在上世紀六七十年代就對三通強度問題展開研究，美國壓力容器研究委員會提出大開孔率三通計算方法，但沒有形成相關的計算曲線和圖表。

　　管道局吸納國內外先進的力學測試分析方法，開展高鋼級、大口徑和大開孔率三通結構優化及計算方法研究，完善了管件設計標準規范，對于提升我國大口徑和高鋼級管線鋼的管道工程建設水平意義重大。

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