石油管材与仪器·28·PETROLEUMTUBULARGOODS&INSTRUMENTS2023年12月·试验与研究·局部壁厚减薄CNG储气瓶应变分布与爆破压力研究*李丽锋12,夏若琛”，廖凯”，许多林”，柳（1.中国石油集团工程材料研究院有限公司，石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室2.中国石油大学（华东）机电工程学院山东青岛266580；3.中国石油西南油气田分公司蜀南气矿4.中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司机械厂甘肃酒泉735200）摘要：针对钢质压缩天然气(CNG)储气瓶因局部壁厚减薄而发生强度失效的问题，采用有限元方法结合材料真实本构关系和弧长法分析了CNG储气瓶的爆破压力和减薄区域的应力应变分布，并与现有经验公式的计算结果对比分析。结果表明，随内压升高，减薄区域中心外壁面处首先发生塑性变形，而后塑性区不断向周围扩展；临近爆破压力时，减薄区塑性应变迅速增长，且最大塑性应变由外壁面向壁厚中心处移动；随着减薄深度增加,CNG储气瓶爆破压力下降幅度逐渐增加；对于局部减薄容器爆破压力的计算，经验公式相比有限元法的结果均偏保守，CB/T19624标准与有限元法的预测结果较为接近。关键词：CNG储气瓶；局部减薄；有限元分析；应变分析；爆破压力中图法分类号：TE972D0I:10.19459/j.cnki.61-1500/te.2023.06.006(1.StateKeyLaboratoryforPerformanceandStructureSafetyofPetroleumTubularGoodsandEquipmentMaterials,CNPCTubularGoodsResearchInstitute,Xi'an,Shaanxi710077,China;2.CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,ChinaUniversityofPetroleum(EastChina),Qingdao,Shandong266580,China;3.Shu'nanGas-mineField,PetroChinaSouthwestOil&GasfieldCompany,Luzhou,Sichuan646000,China;4.PetroChinaYumenOilfieldCompanyMachinePlant,Jiuquan,Gansu735200,China)Abstract:Inviewofthestrengthfailureofcompressednaturalgas(CNG)cylinderduetolocalwallthinning,thestressandstraindistribu-tioninthethinnedareaandtheblastingpressureofCNGcylinderareanalyzedbyusingfiniteelementmethodcombinedwiththerealconsti-tutiverelationofmaterialsandarclengthmethod,andtheresultsarecomparedwiththoseofexistingempiricalformulas.Theresultsshowthatwiththeincreaseofinternalpressure,theplasticdeformationoccursatthecenterofthethinningzone,andthentheplasticzoneex-pandstothesurroundingarea.Whentheburstingpre...
