【摘 要】
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带压开孔是在管道不停输的情况下进行开孔作业的技术,能极大降低经济成本,是管道封堵、改道的主要方式,但用于带压开孔作业的三通夹套常常由于各种原因失效,引发管道停输事故。因此对用于带压开孔作业的三通夹套泄漏事故展开科学研究,找到失效原因,有助于规避此类风险,保障管道系统的安全运行。本文以相贯线焊缝发生泄漏失效的三通夹套为研究对象,通过材料理化性能分析、结构与强度分析和相贯线焊接有限元模拟研究,综合分析
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带压开孔是在管道不停输的情况下进行开孔作业的技术,能极大降低经济成本,是管道封堵、改道的主要方式,但用于带压开孔作业的三通夹套常常由于各种原因失效,引发管道停输事故。因此对用于带压开孔作业的三通夹套泄漏事故展开科学研究,找到失效原因,有助于规避此类风险,保障管道系统的安全运行。本文以相贯线焊缝发生泄漏失效的三通夹套为研究对象,通过材料理化性能分析、结构与强度分析和相贯线焊接有限元模拟研究,综合分析三通夹套发生泄漏的失效机理,并提出针对性改进措施。主要工作内容包括:（1）对三通夹套进行理化性能分析。通过无损检测分析、宏微观形貌观察分析、材料化学成分分析、力学性能分析和金相组织分析,找到介质泄漏路径,详细分析材料理化性能,发现三通夹套泄漏的原因与相贯线存在未焊透缺陷有关。（2）对三通夹套进行有限元应力分析。建立三通夹套在设计工况下的有限元模型,找到三通夹套结构的薄弱部位,通过沿指定路径进行应力线性化处理的方式,发现沿相贯线腹部径向路径的一次总体薄膜应力与一次局部薄膜应力之和超出1.5S,即三通结构设计不合理。（3）对三通夹套相贯线多层多道焊进行焊接仿真研究。提出一种从焊缝网格上提取节点坐标来拟合得到焊接轨迹时域参数化方程的方法,建立相贯线多层多道焊有限元模型,通过调整热源形状参数来调整焊接熔池形状大小,以此获得有效数值模型,分析仿真结果发现三通夹套相贯线焊缝处外壁产生裂纹的可能性大于内壁。（4）结合材料因素、应力因素和焊接因素综合分析三通夹套泄漏失效机理,并提出针对性改进措施,避免此类事故再次发生。本文的研究成果可为三通夹套的失效机理研究提供重要参考依据,在实际工程应用中具有重要价值。
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