高压工业管道焊缝应力分析和强度评定

韩守鹏 李长春 张蒲根 许金沙 王胜辉 徐洪涛

（1.上海市特种设备监督检验技术研究院；2.中国特种设备检测研究院；3.上海理工大学能源与动力工程学院）

工业管道作为化学工业的“血管”，在化工生产中扮演着重要的角色。 大多数工业管道都是在施工现场进行焊接和安装的，由于施工现场环境比较复杂，施工的质量容易受到影响。 另外，在定期检验过程中，经常会遇到现场工业管道与设计图纸不符的情况。 以上种种原因都可能导致压力管道在运行过程中出现事故，造成人员和财产损失。 如何保证工业管道的安全运行，一直以来都是广大学者研究的重点方向。

随着科学技术的进步，越来越多的学者使用有限元分析软件对工业管道进行应力分析和强度评定， 有限元分析方法也得到了学界的认可。淡勇等采用有限元方法对超高压管道进行应力分析和强度评定，并对计算结果进行分解和应力分类［1］。 白芳等利用模拟与实验相结合的方法对X80 钢多层焊道的残余应力进行研究［2］。 柏慧等研究了热辐射对加氢反应器热箱部位温度和应力分布的影响，考虑热辐射会使热箱部位的温度场分布更均匀、应力显著减小［3］。许金沙等研究了搪玻璃层热膨胀系数、温差和厚度3 个因素对搪玻璃层耐温差急变性能的影响，并通过试验对数值模拟结果进行了验证［4］。吴新丽等采用Sysweld建立焊接模型，对经历不同热处理工艺的管板与环形支承板对接焊缝的焊接残余应力进行模拟分析，同时将模拟计算应力值与盲孔法测试应力值进行比较，并通过试验验证其力学性能［5］。……