热应力及外压影响下长输管道固定墩推力有限元计算分析

李茂华，高剑锋，安佰燕

霍锦宏，王 进(中国石油天然气管道工程有限公司，河北 廊坊 065000)

热应力及外压影响下长输管道固定墩推力有限元计算分析

李茂华，高剑锋，安佰燕

霍锦宏，王 进(中国石油天然气管道工程有限公司，河北 廊坊 065000)

建立固定墩附近直管线热应力及结构力学模型，根据西气东输二线的现场资料，应用Ansys有限元分析软件，计算管道在上覆压力、管道内输气压力及管线内温度作用，管线在固定墩处的应力及应变的大小，分析热应力及外压管线应力及固定墩推力的大小分布。结果表明，管道在地层均匀地应力变化不大及管道正常输送油气时，外挤载荷作用对管线的应力影响较小；管线内温度变化时，造成管线产生了较大的热应力及并在固定墩处产生较大的推力；在弯头附近直管应布置固定墩外，在直管段可以按照一定的距离布置固定墩，以减小管线局部集中应力及轴向变形位移。

热应力；管道应力；有限元；弹性模量；抗压强度

西气东输二线长输管线为天然气输气管线，由于输送距离长，管道内气体温度随管道的长度增加会发生变化，造成管道温度分布极不均匀。由于在输气过程中，热量在管线及地层中的损耗，管道内外壁的温度不同，造成管道局部产生热应力及热胀冷缩效应产生的应变[1]。为此，笔者根据西二线管线的实际资料，利用有限元法建立了平面力学及热应力分析模型，计算分析了管线的应力大小及轴向变形位移，以期得到全面的认识。……