含螺旋型腐蚀缺陷管道剩余强度的研究

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管道输送一直以来作为石油、天然气运输的重要方式,管道事故会给国民经济带来巨大的损失。管道腐蚀引起的失效已成为压力管道安全技术问题的重要内容。 评价腐蚀管道剩余强度的目的是为了研究缺陷能否在某一操作压力下允许存在,确定当前腐蚀缺陷下的剩余强度和最大失效压力,以及在某一输送压力下允许存在的最大腐蚀缺陷尺寸等,为管道维修计划和安全生产管理提供科学的依据。 本文首先对ASME B31G、DNV-RP-F101及PCORRC三种评价方法进行了回顾、总结。并利用管道爆破实验结果对三种评价方法进行了分析比较,指出三种评价方法的局限性及适用性。在此基础上结合这些评价方法用Microsoit Visual C++6.0开发了含腐蚀缺陷燃气管道剩余强度的评估软件,可在现场对腐蚀管道进行简单评估。 其次利用有限元分析软件ANSYS对含螺旋型腐蚀缺陷管道的失效进行有限元分析,考虑了几何非线性和材料非线性,分析采用三维六面体等参单元建立合适的有限元模型,用两倍弹性斜率法来确定腐蚀管道的极限载荷。通过对几组算例的计算,将有限元计算结果与利用三种评价准则的计算结果进行了比较,可知有限元法对于各种情况均可得到与实际比较吻合的结果。 最后,利用有限元计算结果,定量地研究了螺旋型腐蚀缺陷的螺旋角、长度、宽度、深度变化对评价结果的影响。
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