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2025年6月石油工业技术监督Jun.2025
第41卷第6期TechnologySupervisioninPetroleumIndustryVol.41No.6
埋地天然气管道应力仿真计算与分析
宋钊，李宇翔，王广122
1.中石化石油工程设计有限公司（山东东营257026）
2.青岛科技大学机电工程学院（山东青岛266061）
摘要针对我国天然气管道建设中面临的长距离、复杂地形、大口径、高压力的特点，探讨了埋地天然气管道应力分析的关键
技术。通过有限元分析方法，结合国内外相关标准，研究了管-土相互作用、边界条件、应力分析准则及工况载荷等因素对管道
应力的影响。详细介绍了埋地管道应力分析的计算模型、土壤弹簧约束、虚拟锚固段长度等理论，并结合实际案例，分析了不同
工况下管道节点的应力分布情况。研究结果表明，弯管处的应力集中现象较为显著，可通过增加壁厚、增大曲率半径、调整管道
走向等措施有效降低应力水平，对后续管道设计提供借鉴。
关键词埋地管道；应力分析；摩擦力；工况载荷；优化
DOI：10.20029/j.issn.1004-1346.2025.06.002
StressSimulationCalculationandAnalysisofBuriedNaturalGasPipelines
SONGZhao,LIYuxiang,WANGGuang122
1.SinopecPetroleumEngineeringDesignCo.,Ltd.(Dongying,Shandong257026,China)
2.CollegeofElectrochemicalEngineering,QingdaoUniversityofScienceandTechnology
(Qingdao,Shandong266061,China)
AbstractInviewofthecharacteristicsoflongdistance,complexterrain,largediameterandhighpressurefacedintheconstruction
ofnaturalgaspipelinesinChina,thekeytechnologiesofstressanalysisforburiednaturalgaspipelineswerediscussed.Throughthe
finiteelementanalysismethodandincombinationwithrelevantdomesticandforeignstandards,theinfluencesoffactorssuchas
pipe-soilinteraction,boundaryconditions,stressanalysiscriteriaandworkingconditionloadsonpipelinestresswerestudied.The
calculationmodelofstressanalysisforburiedpipelines,soilspringconstraints,thelengthofvirtualanchoringsectionsandother
theorieswereintroducedindetail.Combinedwithpracticalcases,thestressdistributionofpipelinenodesunderdifferentworking
conditionswasanalyzed.Theresultsshowthatthestressconcentrationphenomenonatthebendpipeissignificant,andthestress
levelcanbeeffectivelyreducedbyincrea
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