基于3D扫描的平滑凹陷管道应变解析计算方法

作者：方威伦; 张宏; 杨悦; 杨洪; 高辉; 刘啸奔^*

来源：油气储运, 2022, 41(12): 1422-1429.

• 长输管道
• 3D扫描
• 平滑凹陷
• 凹陷应变
• 解析计算

基于凹陷应变的评价准则因其准确性高、适用性强的优势，在埋地长输管道凹陷适用性评价中得到广泛应用。为获得更为精确的凹陷应变值，提出了一种基于3D扫描轮廓的平滑凹陷管道应变解析计算方法。利用逆向工程软件对扫描点云数据进行预处理，采用三次B样条插值函数重构平滑凹陷曲面，通过数据格栅化将点云数据划分为规则化网格节点坐标数据；基于薄壳理论和几何变形分析推导了管道凹陷变形后各点的位移和应变，并将计算结果与有限元法、ASME B31.8公式计算结果进行对比，结果表明：所提出的解析算法和ASME B31.8公式计算得到的内壁最大等效应变结果与有限元法计算结果相比平均相对误差分别为17.59%、11.56%，外壁最大等效应变结果平均相对误差分别为7.73%、13.16%，该解析算法对于凹陷外壁的应变计算比ASME B31.8公式更准确。研究成果可为含凹陷管道现场适用性评价提供理论基础。（图10，表2，参22）

• 单位
  北京石油化工学院; 中国石油大学（北京）; 中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司