燃氣管線在役搶修熱過程分析與溫度場控制.pdf

1、燃氣管道在長期服役過程中,由于管材原因或外界因素影響,常常出現(xiàn)管壁減薄、腐蝕穿孔等問題,從而引起燃氣泄漏及管道破壞,因此必須對管道減薄或損壞部位進行加固和修復(fù)。運行管道在役焊接修復(fù)技術(shù)以其方便快捷、環(huán)保經(jīng)濟、社會效益大等優(yōu)點已經(jīng)成為當(dāng)前管道修復(fù)的主要方式。然而,由于在役焊接時管內(nèi)高壓快速流動的燃氣介質(zhì)會帶走焊縫區(qū)大量的熱量,因此在役焊接的工藝參數(shù)較難制定,且焊縫容易發(fā)生燒穿和氫致開裂。通過數(shù)值模擬技術(shù)對在役焊接溫度場進行計算,研究燃氣流

2、動、焊接線能量對接頭熱循環(huán)的影響規(guī)律,從而為搶修工藝參數(shù)的制定和改善提供指導(dǎo),為預(yù)測燒穿及氫致開裂提供依據(jù)。
　　 本文針對L360管線鋼局部燃氣泄露補板在役焊接修復(fù)問題,基于焊接熱過程傳熱基本原理,充分考慮材料性能隨溫度的變化關(guān)系,深入分析管內(nèi)燃氣與管壁的換熱特點,利用有限元ANSYS軟件建立補板在役焊接有限元模型,對四組焊接工藝規(guī)范進行數(shù)值模擬,獲得了多道焊接的溫度場及熱循環(huán)曲線,并且研究分析了管內(nèi)壓力、燃氣流速及焊接線能量

3、對管道內(nèi)壁最高溫度分布的影響。
　　 本文通過數(shù)值模擬獲得以下研究結(jié)論:
　　 (1)采用文中四組焊接工藝規(guī)范進行焊接時,管道內(nèi)壁的最高溫度在280～600℃范圍內(nèi),低于美國BMI研究所提出的980℃,這說明搶修焊接時管壁不會發(fā)生燒穿現(xiàn)象；
　　 (2)隨著管道內(nèi)壓的升高及燃氣流速的增大,管道內(nèi)壁對流換熱系數(shù)增大,從而使熱影響區(qū)冷卻速度加快,管道內(nèi)壁最高溫度降低；
　　 (3)相同工藝參數(shù)及燃氣流動特性下