[1]王从水,王浯龙,伍鹤皋,等.承插搭接焊埋地钢管接头结构特性研究与应用[J].焊管,2022,45(4):29-34.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2022.04.006]
　WANG Congshui,WANG Wulong,WU Hegao,et al.Research and Application on Structural Characteristics of Socket Lap Welding Joints for Buried Steel Pipes[J].,2022,45(4):29-34.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2022.04.006]
点击复制

承插搭接焊埋地钢管接头结构特性研究与应用()
分享到：

《焊管》[ISSN:1001-3938/CN:61-1160/TE]

卷:
45
期数:
2022年第4期
页码:
29-34
栏目:
应用与开发
出版日期:
2022-04-28

文章信息/Info

Title:
Research and Application on Structural Characteristics of Socket Lap Welding Joints for Buried Steel Pipes
文章编号:
10.19291/j.cnki.1001-3938.2022.04.006
作者:
王从水; 王浯龙; 伍鹤皋; 于金弘; 石长征
1. 天津市久盛通达科技有限公司，天津 301600；2. 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072
Author(s):
WANG Congshui;  WANG Wulong;  WU Hegao;  YU Jinhong;  SHI Changzheng
1. Tianjin Jiusheng Tongda Technology Co., Ltd., Tianjin 301600, China;2. State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China
关键词:
埋地钢管; 承插搭接焊; 焊缝型式; 应力集中; 有限元分析
Keywords:
buried steel;  socket lap welding;  weld type;  stress concentration;  finite element method
分类号:
TG407
DOI:
10.19291/j.cnki.1001-3938.2022.04.006
文献标志码:
A
摘要:
为了研究轴向荷载下承插搭接焊钢管接头的应力分布规律和应力集中现象，根据焊接类型和角焊缝型式的不同组合，采用有限元软件ANSYS建立了9种接头计算模型，开展应力分析工作。分析结果显示，轴向荷载作用下，凸角焊缝虽增加了焊材用量和焊接工作量，但结构受力最好，平角次之，凹角焊缝虽节省焊材，但结构受力最差。研究表明，相同荷载作用下，内外双焊接头应力最小，可利用搭接区钢材分担受力，但焊接工作量最大；外焊接头整体应力分布较为均匀，但焊接在管外留槽施工，较为不便；内焊接头处管壁应力分布不均匀，内焊缝和承口扩径段管壁应力最高，但焊接可以在管内施工，较为方便，可以优先考虑使用。
Abstract:
In order to study the stress distribution and stress concentration of socket lap welding joints for buried steel pipes under axial loading, nine joint calculation models are established by using the finite element software ANSYS according to different combinations of welding types and fillet weld types. The analysis results show that under axial loading, although the convex fillet weld increases the amount of welding materials and workload, the structure has the best stress performance, followed by the flat angle. Although the concave fillet weld saves welding materials, the stress performance of the structure is the worst. The research shows that under the same load, the stress of inner and outer double welded joints is the smallest, and the overlapping area can share the stress, but the welding workload is the largest. The overall stress distribution of the external welded joint is relatively uniform, but the weld at the outside of pipes is inconvenient. The stress distribution at the inside welded joint is uneven, and the highest stress appears at the inside weld and socket expanding section, but the welding can be constructed inside the pipe, which is more convenient and can be used preferentially.

参考文献/References:

[1] 伍鹤皋，于金弘，石长征，等. 大直径回填钢管管土相互作用研究[J]. 天津大学学报(自然科学与工程技术版)，2020，53（10）：1053-1061.[2] 夏连宁，张亮，李琦，等. 大直径输水钢管承插搭接焊接口设计与应用[J]. 焊管，2019，42（5）：60-64.[3] 夏连宁. 大直径钢管承插式连接在输水管道中的应用[J]. 焊管，2015，38（9）：45-50.[4] 杨健. 大管径埋地管道承插焊连接施工技术[J]. 石油化工建设，2006（1）：54-56.[5] 方洪渊. 焊接结构学[M]. 北京：机械工业出版社，2008：147-152.[6] MONCARZ P D，SHYNE J C，DERBALIAN G K. Failures of 108-inch steel pipe water main[J]. Journal of Performance of Constructed Facilities，1987，1（3）：168-187.[7] WHIDDEN W R. Buried flexible steel pipe: design and structural analysis[M]. [s.l.]：American Society of Civil Engineers，2009：193-174.[8] MASON J A，O’ROURKE T D，JONES S，et al. Compression performance of steel pipelines with welded slip joints[J]. Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice，2010，1（1）：2-10.[9] SYAHRONI N，HIDAYAT M. 3D finite element simulation of T-joint fillet weld: Effect of various welding sequences on the residual stresses and distortions[C]//Numerical Simulation-from Theory to Industry. [s.l.]：Intech Open，2012.[10] 孙海清，伍鹤皋，郝军刚，等. 接触滑移对不同埋设方式蜗壳结构应力的影响分析[J]. 水利学报，2010（5）：619-623.[11] 苏凯，张伟，伍鹤皋，等. 考虑摩擦接触特性的钢衬钢筋混凝土管道承载机理研究[J]. 水利学报，2016（8）：1070-1078.[12] 沈之基. 我国输水钢管同国外的差距及几点建议(三)——输水钢管管端接口技术[J]. 焊管，2007（4）：18-20.

相似文献/References:

[1]沈之基.我国输水钢管同国外的差距及几点建议（四）——对国内某条输水钢管线的点评和再设计[J].焊管,2007,30(6):15.[doi:1001－3938（2007）06－0015－04]
　SHEN Zhi-ji.Suggestion & Difference of Water Transmission Pipeline Between China & Abroad (Section IV)——Comment and Redesign on China Certain Water Transmission Pipeline[J].,2007,30(4):15.[doi:1001－3938（2007）06－0015－04]
[2]巩忠旺,陈红昌,张晓慧,等.钢管3PE防腐层外观缺陷分析及控制[J].焊管,2018,41(11):64.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2018.11.014]
　GONG Zhongwang,CHEN Hongchang,ZHANG Xiaohui,et al.Analysis and Control of Appearance Defects of Steel Pipe 3PE Anti-corrosion Coating[J].,2018,41(4):64.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2018.11.014]
[3]夏连宁,张 亮,李 琦,等.大直径输水钢管承插搭接焊接口设计与应用[J].焊管,2019,42(5):60.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2019.5.010]
　XIA Lianning,ZHANG Liang,LI Qi,et al.Design and Application of Socket Lap Welding Joint for Large Diameter Water Transmission Steel Pipe[J].,2019,42(4):60.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2019.5.010]

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2021-11-19基金项目： 国家自然科学基金资助项目“跨活断层地面引水钢管振动模型与管-水耦联机制研究”（项目编号51409194）。作者简介：王从水（1973—），男，工程师，主要从事压力钢管制造与研究。
更新日期/Last Update: 2022-04-27