【摘要】：給水管網(wǎng)是給水系統(tǒng)中的重要組成部分,是現(xiàn)代都市正常運(yùn)轉(zhuǎn)不可或缺的一部分。金屬管道作為主要給水管材之一,在如今的給水管網(wǎng)中仍占據(jù)較大比例,隨著金屬管道使用年限的增加,管道腐蝕現(xiàn)象的加重會(huì)造成壁厚減薄進(jìn)而引起管道承壓能力下降,甚至?xí)䦟?dǎo)致管道局部腐蝕穿孔泄漏或爆管事故的發(fā)生。為了更好地把握管道的腐蝕情況,確定腐蝕對管道結(jié)構(gòu)完整性的危害程度,有必要對腐蝕給水管道極限承載力帶來的影響進(jìn)行研究并對管道的剩余強(qiáng)度進(jìn)行評估,確保管道在服役期限內(nèi)的安全使用。目前國內(nèi)對于腐蝕管道的研究大多集中在油氣管道,大多通過收集國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來研究管道參數(shù)或腐蝕缺陷參數(shù)對腐蝕管道極限承載力的影響。本文通過實(shí)驗(yàn)更真實(shí)地研究缺陷對管道極限承載力的影響,同時(shí)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,并將之與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比分析。在實(shí)驗(yàn)部分,為研究腐蝕鍍鋅管道極限承載力在內(nèi)壓作用下的變化規(guī)律,本文以D50鍍鋅鋼管為研究對象,分別在管壁內(nèi)外通過人工方式制造圓形、矩形等不同形狀、不同深度的損傷,采用自動(dòng)液壓爆破試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行管道的爆破實(shí)驗(yàn),分析總結(jié)缺陷位置及深度對試件管道失效壓力的影響。通過測量和分析由加載初期到破壞過程中管道內(nèi)壁縱向和橫向應(yīng)變變化,研究了管道應(yīng)力的變化情況,分析了不同缺陷位置及不同缺陷深度下管道破壞模式的變化規(guī)律。最后得出結(jié)論:缺陷深度與管道極限承載力成負(fù)相關(guān);同等深度下內(nèi)腐蝕對極限承載力的影響比外腐蝕大;缺陷的存在使管壁應(yīng)變和所施加的壓力之間呈現(xiàn)非線性變化關(guān)系。在數(shù)值計(jì)算部分,本文利用有限元分析軟件ABAQUS,計(jì)算腐蝕缺陷管道極限承載力,通過數(shù)值計(jì)算結(jié)果對比分析腐蝕缺陷長度、腐蝕缺陷深度等參數(shù)對腐蝕管道極限承載力的影響,并將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。本文對腐蝕管道在內(nèi)壓作用下的剩余強(qiáng)度評價(jià)方法進(jìn)行了歸納整理,研究各種評價(jià)方法中主要參數(shù)對腐蝕管道極限承載力的影響。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證已有腐蝕管道剩余強(qiáng)度評價(jià)方法的準(zhǔn)確性,對比分析在不同缺陷形狀、缺陷長度、缺陷深度條件下各個(gè)評價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)、使用范圍及局限性。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU991.33
【圖文】：

圖２．１腐蝕缺陷金屬損失有效面積計(jì)算逡逑２．１邋Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ邋ａｒｅａ邋ｏｆ邋ｍｅｔａｌ邋ｌｏｓｓ邋ｆｏｒ邋ｃｏｒｒｏｓｉｏ更為詳細(xì)的分析方法，如運(yùn)用有限元法分析可能會(huì)影響到結(jié)果精確度的因素，例如材料荷、邊界條件及約束、不連續(xù)性、缺陷對載荷．８５－面積法逡逑１Ｇ評價(jià)準(zhǔn)則的基礎(chǔ)之上，Ｋｉｅｆｎｅｒ和Ｖｉｅｔｈ重新變應(yīng)力，并對腐蝕缺陷的形狀進(jìn)行了更為詳算程序減少了邋Ｂ３１Ｇ評價(jià)方法過于保守的ａｉｎｉｎｇ邋ｓｔｒｅｎｇｔｈ邋ｏｆ邋ｃｏｒｒｏｄｅｄ邋ｐｉｐｅ）方法。逡逑法是基于Ｂ３１Ｇ方法獲得的，主要用于含外腐

測得其失效壓力，得到實(shí)驗(yàn)管道的極限承載力。逡逑本文采用型號為Ｐ１０１１－Ａ－１２５的自動(dòng)液壓爆破試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行管道爆破實(shí)驗(yàn)，實(shí)逡逑驗(yàn)裝置如圖３．１所示。逡逑圖３．１實(shí)驗(yàn)裝置圖逡逑Ｆｉｇ．３．１邋Ａ邋ｓｃｈｅｍｅ邋ｏｆ邋ｓｅｔｕｐ逡逑實(shí)驗(yàn)儀器以自來水為介質(zhì)向管道內(nèi)部輸送壓力。實(shí)驗(yàn)儀器的具體技術(shù)參數(shù)羅逡逑列如下。圖３．２所示為實(shí)驗(yàn)儀器輸出的主要數(shù)據(jù)圖表，用以得到管道的失效壓力逡逑即極限承載力。逡逑實(shí)驗(yàn)儀器技術(shù)參數(shù)介紹：逡逑１？壓力輸出：３０－１２５ＭＰａ；逡逑２．

測得其失效壓力，得到實(shí)驗(yàn)管道的極限承載力。逡逑本文采用型號為Ｐ１０１１－Ａ－１２５的自動(dòng)液壓爆破試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行管道爆破實(shí)驗(yàn)，實(shí)逡逑驗(yàn)裝置如圖３．１所示。逡逑圖３．１實(shí)驗(yàn)裝置圖逡逑Ｆｉｇ．３．１邋Ａ邋ｓｃｈｅｍｅ邋ｏｆ邋ｓｅｔｕｐ逡逑實(shí)驗(yàn)儀器以自來水為介質(zhì)向管道內(nèi)部輸送壓力。實(shí)驗(yàn)儀器的具體技術(shù)參數(shù)羅逡逑列如下。圖３．２所示為實(shí)驗(yàn)儀器輸出的主要數(shù)據(jù)圖表，用以得到管道的失效壓力逡逑即極限承載力。逡逑實(shí)驗(yàn)儀器技術(shù)參數(shù)介紹：逡逑１？壓力輸出：３０－１２５ＭＰａ；逡逑２．

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2791874