%3M直丈设工程设计doi:10.3969/j.issn,1001-2206.2021.01.015 林波S薛勇"，张军#，侯淬$
机床数据采集1•中国石油天然气管道科学研究院有限公司，河北廊坊065000
2•中国石油管道局工程有限公司第四工程分公司，河北廊坊065000
3.中国石油工程建设有限公司西南分公司，四川成都610000
4•中国石油管道局工程有限公司第三工程分公司，河南郑州451450
摘要：冷挤压斜三通在工厂内一次成型，无需现场预制，应力集中效应相对较小。作为非标准件的斜三通，没有现成的设计计算公式。为了确定冷挤压斜三通的设计压力，首先对冷挤压斜三通进｛水压爆破试，绘制压力-压，一次、二次局压力范围；其次结合有限元法，用三建，崔 水压爆破试验工况边界条件，选取最大V on Mises应力点和小圆角处的局部应力集中区作为准危险截面，通过定义分进｛结应力分定。
关键词：冷挤压；斜三通；水压爆破试验；有限元法；应力分类
Failure pressure analysis of steel cold extrusion skew tee
LIN Bo1,XUE Yong2,ZHANG Jun3,HOU Cui4
1.China Petroleum Pipeline Research Institute Co.,Ltd.,Langfang065000,China
2.Fourth Company of China Petroleum Pipeline Engineering Co.,Ltd.,Langfang065000,China
3.China Petroleum Engineering&Construction Corporation Southwest Company,Chengdu610000,China
4.Third Company of China Petroleum Pipeline Engineering Co.,Ltd.,Zhengzhou451450,China
Abstract:The cold extrusion skew tee is formed in factory in one time,the prefabrication on jobsite is not needed,and the stress concentration effect is relatively small.Skew tee as a non-standard part,there are no ready-made design and calculation formulas for it. Therefore,the hydraulic blasting test was carried out on the cold extrusion skew tee,the pressure-time curve was drawn to obtain the primary and secondary local yield pressure ranges.Combined with the finite element method,the3D s
olid model was built,and the boundary conditions of the hydraulic blasting test were simulated,the maximum Von Misses stress point and the local stress concentration area at the small fillet were selected as the quasi dangerous cross-section,then the analysis path was defined for the structural stress classification analysis and assessment.
Keywords:cold extrusion;skew tee;hydraulic blasting test;finite element method;stress classification
三通管件广泛应用于石油化工、石油天然气、液化气、化肥、电厂、核电、造船、造；、制药、食品卫生、城建等行业工程的建设和检修，其主要用于改变流体方向，通常安装在主管道与分支管处。由于斜三通为非标准件，没有现成的设计计算公式。本文采用爆破试验法进行试验并结合有限元法斜三通产品进行应分，为行业生计算路小。 1冷挤压斜三通工艺及优点
1.1工艺简介
按斜三通管件图；设计、制造胎具，将胎具固定在油的，将管胎具向管，油胎具合并
管进行，在油向管的用，管在胎具向支管处鼓，设计的成将斜三通管件胎具，支管的管，然按管的进行处，按图；斜三通管件进行工制斜三通管件。
1.2优点
斜三通斜三通，主管与支管贯处的，应应。7
现制，方用工 要进行应处要
工程设计___心3=程览设2水压爆破试验
2.1壁厚测量
本文分析的斜三通如图1所示，选取10个代
表性测点进行壁厚测量，如图2所示，测量结果如
表1所示。
$
120510
图&冷挤压斜三通示意
表&冷挤压斜三通壁厚测量值
测点壁厚/mm测点壁厚/mm
116.08613.17
216.17718.16
315.79814.15
412.43913.28
513.001014.96
电瓶修复器
2.2试验过程及结果
斜三通整体屈服前的升压级别为0.5MPa，升压速率不超过0.1MPa/s o每个升压级别观察60s，至读数稳定后再继续升压。最终得到如图3所示的
升压时间/min
图3爆破试验压力-升压时间曲线
从图3看岀，当升压至3MPa时发生了第一次局部屈服，经过变形协调，到6MPa时发生了第二次局部屈服，至8MPa时整体屈服过程完成，开始材，最后至38MPa时爆°
3有限元计算
一结斜三通的设计压力取值，采用有限元方法进一分析确定。
3.1计算参数
45。压等径斜三通的材为20，为!325mm X14mm厚点的力，选取计算壁厚为14mm），80mm°204，压力"二4.0MPa°性量E二2.01x105MPa，泊松比$二0.3，设计应力强度S m二158MPa°
3.2建模及边界条件
体形数，为结，所为1/2。选用38点体结元进行分，厚方分为3，图4°
图4有限元模型及网格划分
试压进行，¥
，一个4.0MPa的压°
林波等：钢制冷挤压斜三通的失效压力分析工程设计
3.3有限元计算结果
塑料空心球采用弹性应力分析方法进行分析，强度计算结
果见图5，从图5看出，斜三通的最大Von Mises
（VM）应力发生在中间红区域。
4.09810
5.24120
6.38630
7.52740
8.67
54.67155.813256.956358.098459.241
图5有限元应力强度计算结果/MPa
3.4应力分类评定结果
依照JB4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》对斜三通进行应力分类评定。确定两个准危险截面，即最大VM应力点处及小圆角处,
图6切割的最大VM应力点处危险界面/MPa
图7最大VM应力点处路径-（壁厚方向）
led节能灯制作
该斜三通符合JB4732第3.10.1条、第3.10.2.1款及第3.10.2.2款疲劳分析的免除，路径1为总体结构不连续处，应力分析组成为P m、P m+P：
4.09810
5.24120
6.38430
7.52740
8.67
54.67155.813256.956358.098459.241
图8小圆角处危险界面切割/MPa
图9小圆角处路径2（半径及壁厚方向）
+"叫路径2小圆角处为局部结构不连续处，应力分析为P l、P=+P：+评定结果见2。
表2各路经应力分类结果
路径
应力强度
类
应力强度
/MPa
应力强度许
用/MPa
评定结果
Pm94.8Sm=158通过
P m+P：+Q468.13Sm=474通过2
P l122.9 1.5Sm=237通过
P l+P：+Q378.13Sm=474通
注：P/为体应力；p»为局部薄膜应力；"为二次应力；P l为应力。
4结论
分析，应力分类法应力性性地诠释了爆破试曲压力
。即压第压力3MPa ，不结构。用性应力分析法确定本斜三通的设计压力为4.0MPa，即失效压力发生在爆破试中压力
压力之间。
（下转第72页）
创新实践___
3 *程览设
G 平
申平台电站'
H 台
E
F 平台
FPSO
电-----
气滑环
T *平台
防老剂rdj 平台T60电站
|) Ub
图12 C 油田孤岛运行示意
6电力系统适应性调整成效
在滚动勘探开发中对油田电力系统进行适应
性调整，尽力提升供、输、配电能力，助力增产减
排。至2018年，C 油田累计产量超岀总体开发 方案预测的产量数百万吨；2018年至2020年，C 油田产量连年实现较大幅度增加，此外还实现了
生产污水的逐年减排，并在2019年12月25日实 现生产污水零排放；同时初步实现碳减排。
此次海上油田电力系统的升级改造，包括不同 容量 的并 行，对
海上油田的滚动
勘探开 的 义。中，潮流控制模式解了锚杆挡墙
电力联网中
的
衡， 电
模式 海电缆、空
中
造 的，提了电
水 供电 性，
电 的
的 。
参考文献
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作者简介：
余俊雄(1964-)，男，广东饶平人，高级工程师，1987年毕业
于华东石油学院石油储运, 油生产管理工作。
Email ： ********************
收稿日期：2020-10-14
(上接第67页)
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制三通应力的有限元分析!J ].化工装备
技术,2006,27(5 )：25-27.
作者简介：
林 波(1971 — )，男，辽C 朝阳人，高级工程师，2004年毕业 于
工程 , , 试验
研究工作。Email ： ****************
收稿日期：2020-10-09
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