压扁阻断对聚乙烯燃气管道力学性能的影响

作     者：张毅 薛世峰 韩丽美 刘翠伟 焦俊朋 ZHANG Yi;XUE Shifeng;HAN Limei;LIU Cuiwei;JIAO Junpeng

作者机构：中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院 山东省油气储运安全重点实验室 

基　　金：国家自然科学基金项目“基于‘虚构无损伤’有效应力测量的半结晶聚合物损伤表征与机理研究”(编号:11802343) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目“基于CDM的高分子聚合物损伤演化的力学表征及其应力三轴度效应研究”(编号:18CX02174A) 

出 版 物：《天然气工业》 (Natural Gas Industry)

年 卷 期：2020年第40卷第11期

页      码：135-142页

摘      要：压扁阻断是基于聚乙烯(PE)管道良好的韧性而设计的专用管线施工及抢险维修技术,近年来得到了广泛的应用。但是不规范的压扁阻断会引起PE管道损伤,缩短其使用寿命,严重影响燃气管网的安全运行。为了创建安全高效的压扁阻断工艺流程、保证PE燃气管道的安全运行,采用实验室试验与有限元模拟相结合的方法,探究了压扁阻断对PE管道力学性能的影响规律,重点分析了挤压速度、管壁压缩率、挤压棒尺寸、管道和挤压棒之间摩擦系数等对管道最大应力和塑性应变的影响情况。研究结果表明:①压扁阻断后的PE管道耳朵处的弹性模量和屈服应力仅为初始值的17%和72%;②管道最大载荷、最大应力和最大塑性应变随挤压速度、管壁压缩率的增大而增大;③减小挤压棒尺寸虽然会降低最大挤压载荷,但却能明显增大管道最大应力和塑性应变;④降低管道和挤压棒之间的摩擦系数有利于减小管道最大应力和塑性应变。结论认为,压扁阻断会引起PE管道力学性能的衰退,建议给压扁阻断后的PE管道尤其是耳朵处施加必要的防护措施;同时,增大挤压工具尺寸、减小管道和挤压棒之间的摩擦系数,可以减小管道应力和塑性应变,有利于PE管道的安全运行。

主 题 词：聚乙烯 燃气管道 压扁阻断 力学性能 管道损伤 有限元模拟 挤压速度 管壁压缩率 摩擦系数 塑性应变 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0807[工学-电子信息类] 0815[工学-矿业类] 081404[081404] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.3787/j.issn.1000-0976.2020.11.016

馆 藏 号：203991958...