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中石油管道局破解国际压力容器业难题

作者：甄俊华 张希希   来源：中国石油报    时间：2013-09-30

    中化新网讯
    记者9月29日获悉，管道局自主创新的热压三通设计方法破解国际压力容器行业难题，填补了国内外空白。

　　这次试验是对管径1219毫米×1016毫米的三通进行水压爆破试验，为国际上首次采用此法准确评价三通极限载荷，给大开孔率三通设计方法研究积累了重要的试验依据。

　　管道局研究院结合西气东输三线等工程对大口径和大厚壁三通的需求，与管道局设计院和机械公司联合开展高钢级、大口径和大开孔率三通结构优化及计算方法研究。研究人员采用标准分析、理论计算和应力试验相结合的方法，研究结构与壁厚对三通应力分布以及安全性的影响，提出开孔率为0.8至1的三通设计理论；通过采用应变测试方法对三通水压爆破试验过程中的极限载荷测定，运用有限元方法进行对比分析，确定了大开孔率三通设计评定准则。

　　随着油气管道的发展，油气管道用三通朝着大口径、高压力和大厚壁的方向发展。以往的三通设计多采用保守的设计方法，三通的生产、应用及安全性存有一定的隐患。目前，国内外还没有一种科学合理的方法来指导油气管道用大开孔率三通的设计，且大开孔率三通设计方法一直是国际压力容器行业的难题。由于油气管道用三通壁厚不均匀、制造工艺和结构尺寸复杂、开孔率大，目前全球还没有开展相关技术的研究。

　　近年来，国内学者在三通结构对三通受力影响方面进行分析，但在开孔率的理论设计方法、安全系数和极限载荷等方面未得出确切的理论依据，不能为大开孔率三通设计评定提供依据。国外早在上世纪六七十年代就对三通强度问题展开研究，美国压力容器研究委员会提出大开孔率三通计算方法，但没有形成相关的计算曲线和图表。

　　管道局吸纳国内外先进的力学测试分析方法，开展高钢级、大口径和大开孔率三通结构优化及计算方法研究，完善了管件设计标准规范，对于提升我国大口径和高钢级管线钢的管道工程建设水平意义重大。

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