第26卷第2期 2013年3月
文章编号：10026673（2013）02096-03
机电产品开发与创新
Development & Innovation of Machinery & Electrical Products
管道内检测设备密封舱的设计及有限元分析
张志文1，胡铁华1，汪华军1，吴南勋2，赫广令2
（1.机科学研究总院，北京100044；2.中油管道检测技术有限责任公司，河北廊坊065000）
Vol.26,No.2 Mar.,2013
摘要：论文介绍了长输油气管道内检测设备密封舱的设计，利用三维设计款件Solidworks对其进行三维实
体建模，并通过内丧于Solidworks软件的有限元分析模块Simulation对该密封舱的强度进行仿真计算，为密封舱的优化设计及分析提供参考。
关键调词：Solidworks；Simulation；外压客器；有限元
中图分类号：TH49
文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2013.02.038
The Design and Finite Element Analysis of the Sealed Cabin of Pipeline Testing Equipment
ZHANG ZhiWen', HU TieHue', WANC HudJun', WU NanXun’, HE GuongLing(1.China Academy of Machinery Science & Technology, Beijing 100044, China;
2. China Petroleum Pipeline Inspection Technologies Co.,Ltd., Langfang Hebei 065000, China)
Abstract: This paper introduces the design of the sealed cabin of the longdistance oil and gas pipelines testing equipment, Modeling the sealed cabin by Solidworks, and carried out simulation calculation to the strength of the sealed cabin by the finite element analysis module of
simulation, The result can provide reference for the optimization design and analysis for the sealed cabin. Key words: Solidworks; Simulation; external pressure vessel; finite element
0引言
油气管道是连接油气资源与市场的桥梁和纽带，油气管道的安全运营，为我国的经济建设的快速稳定发展提供了可靠保证。油气管道大多埋于地下，面且由于管材、施工质量、内外环境腐蚀等因素，容易导致管线发生失效事故。管道一且发生失效事故，会对沿线居民的生命及财产安全、环境等造成巨大的危害。随着我国油气管道建设的全面展开，管道安全间题日益突出。油气管道的安全运营是石油、天然气可靠供应的基础，管道的在线检测是保证管道安全性和完整性的主要方法。管道内检测设备可以在不影响管道正常安全生产的情况下，对管道进行在线检测，将管道上的变形、腐蚀、裂纹等缺陷的相关信息准确检测出来，业主可根据检测结果，采取相应的措施，提前对危险缺陷点进行维修，因
此管道内检测设备在油气管道检测中得到广泛应用。修稿日期：2013-01-29
作者简介：张志文(1987一)，男，山东诸减人，在读项士研究生。主要研究方向：精密检测技术及应用；胡铁华(1960-），女，研究员，博士生导师。长期从事精密检测技术、机械设
计及理论等领城的研究工作。 96
万方数据
管道内油气介质的压力通常都在10MPa左右，因此管道内检测设备正常工作时完全处在外部压强为10MPa 的油气环境中。然面而，管道内检测设备的电子系统需要电池进行供电，因此，为了保证内检测工作的安全进行，必须确保电子系统及其供电电池的有效密封。电子系统及其电池密封舱的设计是管道内检测设备设计过程中非常重要的一个环节。在以往的管道内检测工作中，曾多次出现因电子系统密封舱密封失效而造成电子元器件损坏，无法实现有效检测，造成人力物力的巨大浪
费，同时也带来了巨大的安全隐。 1密封舱的设计及计算
根据管道内检测设备的工作环境，其密封舱属于外压容器的范畴。外压容器是指工作时内压小于外压的压力容器，真空容器、海洋开发用的潜水器外壳等都属于这类容器。外压容器的失效机制与内压容器不同，其失效形式可能有两种，一种是在壳体有足够的厚度时，压缩应力超过材料的极限强度，发生塑性压缩变形或破坏，属于强度间题；另一种是在壳体厚度相当薄的情况下，当外压力达到某一数值时，容器就会因丧失稳定性雨产生突然的挠曲（也称翘曲），此时，壳体中的压缩应力商未达到材料的届服极限强度，此现象如同受压杆件