油气管道是国家能源输送最安全有效的方式,在长期的运行过程中,会出现各种各样的管体缺陷,引起管道失效破坏。应力过大是导致管道失效破坏的一个重要原因。在役管道的管体应力除了包含服役过程中由环境因素和内压引起的应力外,还包含制管过程中产生的残余应力。冻胀/融沉作为天然气管道中较为常见的危害,使埋地管道产生较大的位移,管壁应力增大,威胁管道安全。以往有关管道冻胀/融沉的应力分析中,大多是以零初始应力为前提研究的,缺乏合理性。本文将出厂管道的应力检测结果,作为管壁残余应力分布规律的基础数据,导入燃气门站埋地管道的整体模型中,对比了管道在有无残余应力作用下,冻胀/融沉位移预警量的不同。具体研究内容和成果如下:(1)采用X射线应力检测方法测试了等强度梁在载荷作用下的轴向应力变化,检验了X射线应力检测的精度,Ф219直管试验中采用X射线应力检测方法测试了其环向应力在载荷作用下的变化,Ф219 Z形管试验中测试了其轴向应力在载荷作用下的变化,两个管样试验测试了该应力检测方法对管钢材料的适用性,结果显示该方法可检测到管壁10 MPa以内的应力变化;(2)通过参考前人研究,总结了螺旋焊缝直管和冷弯弯管的应力分布规律,将管样的X射线应力检测结果作为基础数据,建立了管道残余应力分布模型,通过ANSYS软件的APDL语言将其编写为初应力文件,并成功导入管道模型中;(3)以苏州某燃气门站的管道为例,冻胀/融沉和内压作为其主要的载荷应力来源,考虑大气和管内气体温度一年内的变化,模拟了埋地管道周围土壤的温度场变化,计算出该门站每年的最大冻胀位移量为20 mm,最大融沉位移量为22 mm;(4)建立该燃气门站的管道和土壤模型,导入上文螺旋焊缝直管和冷弯弯管的残余应力,并施加冻胀/融沉位移载荷和内压,以屈服应力的72%作为管壁的临界应力,计算埋地管道的冻胀/融沉位移预警值,结果显示,无残余应力模型的冻胀/融沉位移预警值为40 mm/30 mm,考虑残余应力时的冻胀/融沉位移预警值为30 mm/25 mm。