【摘 要】
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轴向热胀上浮屈曲是穿越冻土区的埋地管道常见的典型失效形式。当埋地管道由于管道运行温度大于安装温度而存在温差时,在轴向压力的作用下,将有可能失去稳定性产生上浮屈曲,
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轴向热胀上浮屈曲是穿越冻土区的埋地管道常见的典型失效形式。当埋地管道由于管道运行温度大于安装温度而存在温差时,在轴向压力的作用下,将有可能失去稳定性产生上浮屈曲,特别是穿越冻土区的管道受到管道下方局部向上的冻胀扰动时,管道将更容易产生上浮屈曲。 热胀上浮屈曲作为穿越冻土区管道典型的冻土危害,在许多国家的油气管道中都出现过。为防止管道产生上浮屈曲,需了解管道产生屈曲的机理、临界温差及其影响因素。目前的研究一般针对具体屈曲案例进行现象分析,没有一般的机理分析,也没有得到合理的可在工程中应用的简单的临界屈曲温差的计算方法。 本文以运营的中俄原油管道漠大线(漠河-大庆段)为例,在总结前人的研究内容及中国东北地区多年冻土分布规律的基础上,结合漠大线管道工程建设实践,建立管道屈曲的力学模型并应用弹性力学能量方法进行求解,获得有冻土冻胀扰动时管道屈曲的临界温差,解释了冻土管道屈曲的机理,分析该临界温差的影响因素及其影响规律,为冻土区管道防止屈曲现象的发生提供了依据。本文通过对Norman Well管道屈曲失稳为例验证出该屈曲力学模型和求解方法是正确可行的,进而将此方法应用到漠大线管道的稳定性分析中。
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