【摘 要】
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压力管道广泛应用于工业生产和人民生活当中,管道的安全与否关乎国计民生。随着使用年限的增长,管道不可避免的会发生腐蚀。腐蚀缺陷的存在会影响管道的强度性能,管道承压能力将
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压力管道广泛应用于工业生产和人民生活当中,管道的安全与否关乎国计民生。随着使用年限的增长,管道不可避免的会发生腐蚀。腐蚀缺陷的存在会影响管道的强度性能,管道承压能力将显著下降。因此,为了确保管道的安全运行,需要对腐蚀管道的剩余强度进行评估,研究影响单腐蚀缺陷管道失效压力的相关参数,分析相邻腐蚀缺陷的相互作用及影响因素等问题,为压力管道的安全性评价提供参考依据。本文通过对比真实腐蚀管道爆破实验结果与数值计算结果,验证了腐蚀管道有限元模型的准确性;分析比较了由弹性极限准则、塑性极限准则、塑性失效准则、数值失稳准则预测的失效压力结果,发现采用塑性失效准则能够获得最为可靠的预测结果。对腐蚀管道上的单腐蚀缺陷开展非线性有限元分析,研究了腐蚀缺陷几何形状和几何尺寸对管道失效压力的影响以及几何尺寸参数间的制约关系,在此基础上对轴向超长腐蚀缺陷模型进行了二维简化。对腐蚀管道上的相邻腐蚀缺陷开展非线性有限元分析,研究了轴向相邻腐蚀缺陷间的相互作用。通过计算得出不同腐蚀深度下的极限作用距离,分析发现腐蚀坑深度和腐蚀坑投影面半径是影响极限作用距离的两个重要参数;对于径向相邻腐蚀缺陷,大小缺陷深度比和大小缺陷长度比是影响管道失效压力的两个主要因素,而大小缺陷宽度比影响不大。环向相邻腐蚀缺陷间也存在极限作用距离,即环向间距以角度表示且当夹角大于20o时不发生相互作用,腐蚀缺陷深度对环向极限作用距离并没有影响。
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