本文選題：管道環(huán)向表面裂紋　切入點(diǎn)：應(yīng)變特征　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：油氣管道在我國(guó)形成了一個(gè)龐大的管道輸送網(wǎng)絡(luò)體系。隨著服役年限的增加,油氣管道顯現(xiàn)出各種焊接類、材料類、腐蝕類缺陷。管道修復(fù)已經(jīng)成為油氣運(yùn)輸過程中的一項(xiàng)必不可少、經(jīng)常性的工作,每年需投入大量的人力物力。裂紋嘴張開位移(CMOD)對(duì)于表面裂紋是一個(gè)公認(rèn)的斷裂參量,管道修復(fù)之后,管道表面裂紋被修復(fù)材料覆蓋,CMOD很難測(cè)量,無(wú)法評(píng)估修復(fù)效果。而修復(fù)前后,應(yīng)變均可用應(yīng)變計(jì)測(cè)得。所以本文設(shè)想探索裂紋周邊區(qū)域的應(yīng)變特征,建立應(yīng)變變化趨勢(shì)與CMOD變化趨勢(shì)的關(guān)系,用應(yīng)變趨勢(shì)評(píng)估環(huán)氧套筒對(duì)環(huán)向表面裂紋的修復(fù)效果。首先,開展了含環(huán)向短裂紋管道內(nèi)壓+彎矩的加載試驗(yàn),研究了裂紋周邊區(qū)域的應(yīng)變特征。研究結(jié)果表明:裂紋中部軸向應(yīng)變隨彎矩增大,存在由正變負(fù),不斷減小的趨勢(shì)。之后,開展了含環(huán)向90度等深裂紋管道的內(nèi)壓+彎矩加載試驗(yàn)。試驗(yàn)采用了線性可變差動(dòng)變壓器測(cè)量CMOD,并通過測(cè)試裂紋兩側(cè)電壓,動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裂紋起裂對(duì)應(yīng)的載荷條件。通過分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證了裂紋中部軸向應(yīng)變隨彎矩增大而不斷減小的非偶然性。研究了 CMOD與裂紋中部軸向應(yīng)變的關(guān)系,結(jié)果表明:CMOD與裂紋中部軸向應(yīng)變存在一定的線性關(guān)系。為了進(jìn)一步研究裂紋中部軸向應(yīng)變與CMOD之間的關(guān)系,進(jìn)行了含環(huán)向120度等深裂紋管道內(nèi)壓+彎矩加載試驗(yàn),結(jié)果表明:環(huán)向120度等深裂紋的CMOD與裂紋中部軸向應(yīng)變也存在一定的線性關(guān)系。由此建立了應(yīng)變變化趨勢(shì)與CMOD變化趨勢(shì)的關(guān)系。最后,通過環(huán)氧套筒修復(fù)試驗(yàn),對(duì)比修復(fù)前后裂紋中部軸向應(yīng)變隨彎矩的變化趨勢(shì),驗(yàn)證了用裂紋中部軸向應(yīng)變趨勢(shì)評(píng)估環(huán)氧套筒對(duì)管道環(huán)向表面裂紋修復(fù)效果的可行性。為了研究不同內(nèi)壓+彎矩組合載荷下管道環(huán)向表面裂紋的安全性,用英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS7910對(duì)試驗(yàn)一中母材裂紋進(jìn)行初步安全評(píng)定,得到含環(huán)向表面裂紋管道的容許載荷,并計(jì)算了不同內(nèi)壓+彎矩組合載荷下各評(píng)定點(diǎn)的安全裕量。根據(jù)試驗(yàn)一中得到的裂紋中部軸向應(yīng)變,也計(jì)算了不同內(nèi)壓+彎矩組合載荷下裂紋的安全裕量,并將兩種方法得到的安全裕量進(jìn)行對(duì)比。
[Abstract]:Oil and gas pipelines have formed a huge pipeline transportation network system in China. With the increase of service life, oil and gas pipelines show various types of welding and materials. Corrosion defects. Pipeline repair has become an essential and regular work in oil and gas transportation, which requires a lot of manpower and material resources every year. Crack mouth opening displacement (CMOD) is an accepted fracture parameter for surface cracks. After repairing the pipeline, the surface crack of the pipeline is hard to be measured by the repair material covering with CMOD, and the repair effect can not be evaluated. However, the strain can be measured by strain gauge before and after the repair. So this paper assumes to explore the strain characteristics of the area around the crack. The relationship between strain change trend and CMOD change trend is established, and the effect of epoxy sleeve on repairing toroidal surface crack is evaluated by strain trend. First, the loading test of internal pressure bending moment of pipe with short ring crack is carried out. The strain characteristics of the region around the crack are studied. The results show that the axial strain in the middle of the crack increases with the bending moment. The internal pressure bending moment loading test of the pipe with circumferential 90 degree isodyne crack was carried out. The linear variable differential transformer was used to measure the CMOD, and the voltage on both sides of the crack was measured. The load conditions corresponding to crack initiation are dynamically monitored. By analyzing the experimental data, it is verified that the axial strain in the middle of the crack decreases continuously with the increase of bending moment. The relationship between CMOD and axial strain in the middle of the crack is studied. The results show that there is a linear relationship between the axial strain and the axial strain in the middle of the crack. In order to further study the relationship between the axial strain in the middle of the crack and CMOD, the internal pressure bending moment loading test of the pipe with circumferential 120-degree iso-deep crack is carried out. The results show that there is a linear relationship between the axial strain in the middle of the crack and the CMOD with the circumferential 120-degree isodyne crack. The relationship between the strain trend and the CMOD variation trend is established. Finally, the repair experiment of epoxy sleeve is carried out. The variation trend of axial strain along with bending moment in the middle of crack before and after repair is compared. The feasibility of evaluating the effect of epoxy sleeve on repairing annular surface crack of pipeline with axial strain trend in the middle of crack is verified. In order to study the safety of annular surface crack of pipeline under different internal pressure and bending moment combination load, By using British standard BS7910 to evaluate the safety of base metal crack in test No. 1, the allowable load of pipe with circumferential surface crack is obtained. The safety margin of each assessment point under different internal pressure bending moment combined loads is calculated. According to the axial strain in the middle of the crack obtained in experiment 1, the safety margin of the crack under different internal pressure bending moment combination loads is also calculated. The safety margin obtained by the two methods is compared.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE973;O346.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周道祥;;表面裂紋圓筒的試驗(yàn)研究[J];西南交通大學(xué)學(xué)報(bào);1982年02期

2 寧杰;宇航壓力容器表面裂紋的非線性線彈簧模型的攝動(dòng)解[J];宇航學(xué)報(bào);1984年02期

3 蘇彬,崔振源;論復(fù)合型表面裂紋準(zhǔn)則[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1990年04期

4 陳江,婁憶清,徐一耿;表面裂紋準(zhǔn)靜態(tài)擴(kuò)展的有限元模擬計(jì)算[J];計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)及其應(yīng)用;1996年04期

5 呂震宙，，岳珠峰，馮元生;一種表面裂紋可靠性分析方法[J];機(jī)械強(qiáng)度;1996年02期

6 馮西橋,何樹延;管道中表面裂紋的疲勞擴(kuò)展研究[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1998年07期

7 彭凡,劉忠;局部應(yīng)力場(chǎng)中表面裂紋的線彈簧模型分析[J];湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào);1998年02期

8 溫建鋒;鞏建鳴;涂善東;;內(nèi)壓圓筒中表面裂紋蠕變擴(kuò)展的數(shù)值分析[J];機(jī)械強(qiáng)度;2012年01期

9 褚武揚(yáng),肖紀(jì)美,林實(shí);關(guān)于表面裂紋的研究[J];力學(xué)學(xué)報(bào);1979年03期

10 楊芳毓;半橢圓表面裂紋表面張開位移的研究與自由表面影響系數(shù)的測(cè)定[J];大連工學(xué)院學(xué)報(bào);1981年S1期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 胡云生;董大西;;含銅鋼連鑄坯表面裂紋研究[A];河北省2011年煉鋼連鑄生產(chǎn)技術(shù)與學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

2 楊鳳鵬;林桌英;;多軸載荷作用下表面裂紋的疲勞擴(kuò)展[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

3 果立成;NODA N;吳林志;;熱載荷下具有任意屬性功能梯度板的表面裂紋問題研究[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

4 楊鳳鵬;林卓英;;多軸載荷作用下表面裂紋的疲勞擴(kuò)展[A];第七屆全國(guó)MTS材料試驗(yàn)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（一）[C];2007年

5 李紅;駱英;許伯強(qiáng);戴永;;表面裂紋彈性板中激光聲表面波的譜單元法的數(shù)值模型[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

6 王云濤;鞏延杰;何志國(guó);宋秀果;張東飛;;熱軋盤條表面裂紋淺析[A];全國(guó)高速線材生產(chǎn)技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2007年

7 葉和清;王忠柯;許德勝;黃素逸;;零件表面裂紋激光修復(fù)的組織結(jié)構(gòu)研究[A];湖北省激光學(xué)會(huì)論文集[C];2000年

8 谷國(guó)剛;王宏霞;;連鑄坯表面裂紋缺陷原因分析與探討[A];2011年華東五省煉鋼學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

9 謝里陽(yáng);夏永發(fā);;桿/管表面裂紋檢測(cè)概率統(tǒng)計(jì)模擬分析[A];全國(guó)材料理化測(cè)試與產(chǎn)品質(zhì)量控制學(xué)術(shù)研討會(huì)論文專輯（物理測(cè)試部分）[C];2002年

10 霍廣堂;;鑄鍛件表面裂紋測(cè)深試驗(yàn)[A];陜西省第九屆無(wú)損檢測(cè)年會(huì)陜西省機(jī)械工程學(xué)會(huì)無(wú)損檢測(cè)分會(huì)論文集[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 袁少威;南陽(yáng)漢冶特鋼成功解決加硼鋼板表面裂紋瓶頸[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2010年

2 郝金煥;河北鋼鐵舞鋼二煉鋼鑄坯表面裂紋控制攻關(guān)見成效[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2013年

3 吳小蘭;帶鋼表面裂紋自動(dòng)檢測(cè)裝置[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2001年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 何書韜;海洋平臺(tái)裂紋損傷柱殼的斷裂特性及其承載能力研究[D];華中科技大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 曹偉;含半橢圓表面裂紋鎳納米單晶的力學(xué)性能及斷裂行為研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

2 郭華涇;帶軸向半橢圓表面裂紋的反應(yīng)堆壓力容器的彈塑性分析[D];江蘇大學(xué);2016年

3 路坦;09CrCuSb鑄坯表面裂紋成因分析及改進(jìn)措施[D];安徽工業(yè)大學(xué);2016年

4 楊寄誠(chéng);環(huán)氧套筒修復(fù)含環(huán)向表面裂紋管道的試驗(yàn)研究與安全評(píng)定[D];西南交通大學(xué);2017年

5 段靜波;基于線彈簧模型的焊接結(jié)構(gòu)表面裂紋斷裂研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

6 梁曉輝;碳化硅磨削去除機(jī)理及亞表面裂紋研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

7 魏巍;源于半球形缺陷表面裂紋問題的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

8 余會(huì)琴;滾動(dòng)載荷作用下半空間表面裂紋的分析[D];華東交通大學(xué);2004年

9 李煥鳴;斜接彎管環(huán)向內(nèi)表面裂紋彈塑性有限元分析[D];大連理工大學(xué);2008年

10 田紅建;抽油桿表面裂紋的實(shí)驗(yàn)研究與有限元分析[D];東北大學(xué);2010年

本文編號(hào)：1597067