[发明专利]一种油气管道环焊缝缺陷修复用B型套筒的长度确定方法

权利要求书

1.一种油气管道环焊缝缺陷修复用B型套筒的长度确定方法，其特征在于，

在弯曲载荷作用下角焊缝上的等效应力水平下，以管道和环焊缝所能承受的外部载荷为依据，求取B型套筒长度的第一范围，所述第一范围满足B型套筒的角焊缝承受相同的外部载荷而不发生破坏；

基于管道环焊缝和套筒角焊缝焊接热影响区，求解B型套筒长度的第二范围，所述第二范围能够避开环焊缝和角焊缝的热影响区；

将第一范围和第二范围的交集作为B型套筒的最终长度L。

2.根据权利要求1所述的油气管道环焊缝缺陷修复用B型套筒的长度确定方法，其特征在于，求取B型套筒长度的第一范围包括以下步骤：

1)利用有限元方法建立服役条件下的含环焊缝管道的有限元模型；

2)在管道的有限元模型上施加内压和弯曲载荷，直至管道环焊缝上最大等效应力S_max达到0.8倍的管道屈服强度，获取此时施加到管道上的弯曲载荷值；

3)利用有限元方法建立安装有B型套筒的管道有限元模型；

4)将所述弯曲载荷施加到安装有B型套筒的管道有限元模型上，在载荷及边界条件完全相同的条件下，计算B型套筒角焊缝上应力值及分布情况；

在200～800mm的范围内，取一系列B型套筒长度L值，计算B型套筒角焊缝上对应的应力分布情况；

5)提取B型套筒不同长度时对应的角焊缝应等效应力最大值，绘制B型套筒角焊缝上最大等效应力随长度变化曲线；

6)基于所述B型套筒角焊缝上最大等效应力随长度变化曲线，在角焊缝上的等效应力不高于预设值的条件下，按照B型套筒长度对角焊缝上应力水平影响规律，确定B型套筒长度的第一范围。

3.根据权利要求2所述的油气管道环焊缝缺陷修复用B型套筒的长度确定方法，其特征在于，步骤1)中建立服役条件下的含环焊缝管道的有限元模型，基于以下参数：

管道的几何尺寸以及材料参数、环焊缝几何尺寸以及材料参数。

4.根据权利要求2所述的油气管道环焊缝缺陷修复用B型套筒的长度确定方法，其特征在于，步骤3)中建立安装有B型套筒的管道有限元模型，基于以下参数：

管道的几何尺寸和材料参数、环焊缝几何尺寸和材料参数、B型套筒结构尺寸和材料参数。

5.根据权利要求2所述的油气管道环焊缝缺陷修复用B型套筒的长度确定方法，其特征在于，步骤6)中预设值为焊缝等效屈服强度的0.8倍。

6.根据权利要求1所述的油气管道环焊缝缺陷修复用B型套筒的长度确定方法，其特征在于，求解B型套筒长度的第二范围具体步骤为：

1)确定管道环焊缝热影响区的单侧长度L_环；

2)确定B型套筒角焊缝热影响区的单侧长度L_角；

3)确定B型套筒长度的第二范围L，L≥2×[L_环+L_角]。

7.根据权利要求6所述的油气管道环焊缝缺陷修复用B型套筒的长度确定方法，其特征在于，步骤1)中，L_环＝4×T_p；

其中，T_p为管道壁厚。

8.根据权利要求6所述的油气管道环焊缝缺陷修复用B型套筒的长度确定方法，其特征在于，步骤2)中，L_角＝4×(1.4T_p+G)；

其中，T_p为管道壁厚，G为套筒和管道安装间隙。