摘要

水网地区土壤含水量大、土质松软,极易发生沉降,管道在沉降作用下受到轴向载荷的作用,受拉伸载荷作用的环焊缝具有较高的失效风险。为保障管道的本质安全,针对水网地区直径1 422 mm的X80管道,采用非线性有限元方法建立了突变型软土沉降下管道轴向应力-应变数值计算模型,得到了最危险的突变型沉降工况下不同软土沉降位移对管道轴向载荷大小与分布的影响。在此基础上,采用BS 7910-2019《金属结构中缺陷可接受性评定方法导则》对软土沉降区不同位置管道焊缝的安全性进行评价,分析外部载荷条件及焊缝错边的影响,发现错边量增加将导致评估所用载荷比与韧性比增大,管道安全保守性降低。在临界裂纹尖端张开位移(Crack Tip Opening Displacement,CTOD)值取现有准则0.25 mm的条件下,采用一级评估曲线,水网地区X80管道焊缝始终处于安全状态。若采用二级评估曲线,当临界CTOD值减小至0.08mm、沉降位移取最大值1 m时,X80管道焊缝处于安全临界状态。(图11,参25)