摘要：利用阵列超声检测技术可有效对高钢级管道b型套筒角焊缝的内部缺陷进行直观地检测和评估,但阵列超声检测方案及工艺设计选择对b型套筒角焊缝的检测效果影响较大,往往需要通过阵列超声仿真分析对检测的方案及工艺进行设计和优化,且常规有限元仿真分析方法存在建模繁琐、计算负载过大等问题。为此,基于时域有限差分方法和计算统一设备架构(CUDA)并行计算方法建立了高效率阵列超声检测仿真算法,结合基于OpenCASCADE的三维建模表征方法,实现了角焊缝结构阵列超声检测的声束路径、缺陷声学响应以及多种检测成像模式的仿真分析。研究结果表明:①新方法相较于COMSOL有限元仿真,对于相同仿真模型计算效率提升95%以上;②仿真结果与实际检测信号具有较好的一致性,并能够对不同类型缺陷进行准确的成像表征;③利用矢量相干成像方法能够显著提升b型套筒角焊缝中缺陷的检测成像质量,缺陷图像的信噪比提升19 db以上。结论认为,所提出的阵列超声检测仿真方法具有较高声学仿真计算准确性及计算效率,有助于提升b型套筒角焊缝结构的阵列超声检测评估效果,并保障该类结构的焊接质量,对角焊缝的缺陷检测有促进作用。

摘要：b型套筒广泛应用于管道泄漏永久性修复。为解决应用于高钢级管道存在设计壁厚过高、安装施工难度大和角焊缝延迟开裂等问题,开展国内外管道修复标准对标分析,研究国外管道壁厚与套筒差异较大时的实践做法。介绍新型b型套筒在设计方法、加工工艺、焊接方法和无损检测的研究成果,对于解决X80钢级管道缺陷修复问题具有指导意义。

摘要：X80钢管道的环焊缝缺陷一般采用b型套筒补强的方法。为了进行b型套筒角焊缝力学性能模拟实验,并探究超声冲击对其力学性能的影响,设计多组X80钢材质的品字形角焊缝试件,用以模拟补强管道的拉伸、弯曲、低周疲劳工况。采用万能实验机和疲劳实验机,测得超声冲击处理前后试件的最大拉伸力、最大弯曲载荷和拉伸力循环次数曲线。实验结果表明,超声冲击处理角焊缝,对b型套筒结构的抗拉强度、弯曲强度、疲劳强度基本没有影响;在管道环焊缝完全开裂的极端情况下,b型套筒角焊缝能承受的极限弯矩约为管道母材的69%。实验结果可为确定b型套筒的适用条件提供基础数据。

摘要：针对国内外各标准对b型套筒的长度、厚度、安装间隙等参数要求不一,且b型套筒的设计尺寸缺乏相应的理论依据及试验数据等问题,利用模拟软件改变b型套筒参数并对比分析不同参数下套筒安装后的应力分布情况,发现b型套筒长度在200~800 mm范围内变化时,角焊缝上的应力水平随套筒长度增加而增大,且在大于600 mm时上升趋势明显;在地质不稳定地区考虑套筒承受内压和轴向载荷的情况下,套筒壁厚在17~21 mm范围内变化时,角焊缝处应力保持在相对较低水平;套筒安装间隙对角焊缝处应力影响较小,但随着套筒安装间隙的增加其角焊缝处轴向应变越大。根据分析结果试制套筒进行内压循环试验和弯曲试验,b型套筒在安装后未发现应力集中和焊缝延迟裂纹现象,对管道穿透性缺陷的修复效果良好。

摘要：我我国输油气管道始建于20世纪中叶,历经大半个世纪的运行,现阶段的在役管道不可避免地会受到腐蚀、外伤等侵害,导致管道承载能力变差甚至出现泄露风险。为了研究符合等强度补强设计理论的b型套筒,解决非等强焊接因需要熔融大量焊接金属而施工效率降低等问题,该文总结了在役管道b型套筒等强设计方法,并利用有限元法进行验证。根据实际工程反馈,该方法切实可行,可为相关设备设计、施工提供一定参考。

摘要：由于腐蚀、磨损及意外损伤等原因,不可避免会造成管线的局部减薄,导致其承载能力降低或发生破损甚至泄漏。当前,我国82%长输管道管龄已超过24年,66%的管道超过25年,而管道的设计寿命一般为33年。西气东输一线管道自2004年建成投产以来也已运行13年。根据浴盆曲线,当管道年龄超过20年,将进入事故高发阶段。管道的老化腐蚀问题,严重制约我国油气管道的安全生产,研究和提高管道的安全修复技术迫在眉睫。传统b型套筒修复技术,由于套筒材质与在役管道材质非等强度焊接,套筒设计时套筒壁厚过厚,需大量填充熔敷金属,严重降低修复效率。同时,搭接角焊缝焊接时受热不均产生应力集中,易导致裂纹萌生及扩展,严重影响修复质量。因此,基于力学分析和使用条件,对在役管道b型套筒等强设计程序和方法进行探讨并验证。

摘要：管道建设运行中产生腐蚀、裂纹和机械损伤缺陷,可能导致油气泄漏事故。b型套筒在应用于大面积腐蚀、环焊缝和油气泄漏修复具有优越性。介绍了传统b型套筒技术原理和设计安装要求。为解决应用于高钢级管道的难题,包括尺寸不合理、设计壁厚大、焊接残余应力和角焊缝开裂,介绍了国内外X80钢级管道环焊缝修复b型套筒在尺寸优化设计、焊接工艺条件和无损检测的实践做法。研究成果可指导管道企业科学高效开展管道修复工作。

摘要：b型套筒修复是长输油气管道常用修复方式,采用传统b型套筒人工焊接存在劳动强度大、焊接难度高和效率低等问题。提出了一种基于激光跟踪系统的b型套筒自动焊接装置,其借助激光视觉传感技术,用激光视觉传感器采集焊接过程图像信息,提取焊缝位置参数,跟踪控制焊接过程,从而实现b型套筒的自动焊接。通过焊接测试并与手工焊接进行对比表明:采用b型套筒自动焊接装置具有焊接效率高、焊道质量可靠、外观成型好等优点。

摘要：深埋地下的天然气管道经常存在凹陷、沟槽、屈服、褶皱、焊接等缺陷,天然气管道具有高压、易燃、易爆的属性,一旦管道出现缺陷不能及时修复将导致严重的事故,造成人员伤亡及财产损失,因此,管道出现缺陷后,需要及时对管道缺陷进行修复。为做好管道缺陷修复,根据管道凹陷、沟槽、焊接等缺陷产生的原因及其危害入手,对管道缺陷进行分类归纳。根据缺陷的类型及现阶段管道常用的修复技术,创新性的对修复技术进行流程化的设计,明确了典型管道缺陷科学的修复流程。根据总结的修复方法,从工程技术的实践着手,选取了部分典型管道缺陷进行了工程施工应用,进一步验证了修复方法贴合实际应用场景,为管道缺陷修复提供了实践应用及参考案例。

摘要：某输油管道智能测径发现4处深度大于6%管径的凹陷。通过记录凹陷回弹前后深度差异,发现回弹后深度平均是回弹前的69.1%。根据不同标准对4处凹陷进行了基于深度和基于应变的评价,发现2处凹陷需要修复。但剖析国外某管道凹陷泄漏案例后,发现即使符合标准要求无需修复的浅凹陷,也可能因为形状特殊形成较大应力集中,从而发生疲劳失效。因此又对凹陷修复方法进行了分析,发现现有标准缺乏凹陷损失强度的计算方法,因此无法准确设计复合材料或环氧套筒修复的厚度和宽度。建议4处凹陷采取3处加装b型套筒和1处换管的修复措施。