【摘要】：管道運(yùn)輸作為我國(guó)油氣資源的主要輸送方式,其承擔(dān)著不可忽視的重任。長(zhǎng)輸管線的敷設(shè)里程隨著油氣需求量的逐年增漲也在逐年增加,與此同時(shí),管道遭受腐蝕而發(fā)生的事故也越來(lái)越多,因此研究腐蝕缺陷管道的剩余強(qiáng)度有著至關(guān)重要的意義。保守判斷可能導(dǎo)致管道的不必要更換,冒進(jìn)的結(jié)果判斷可能會(huì)導(dǎo)致管道的泄露、爆炸等,都會(huì)構(gòu)成一些不必要的損害。關(guān)于影響管道失效因素的大量研究,可以明確各種因素對(duì)腐蝕管道失效壓力影響程度,做到更好保護(hù)管道,延緩管道受損失效,減少管道不必要的替換和維護(hù)�，F(xiàn)有的剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方式在X80管道適應(yīng)性不足,特別是對(duì)于不同腐蝕參數(shù)的應(yīng)用上差別很大。本文從單體積腐蝕和群腐蝕兩方面系統(tǒng)的展開了體積腐蝕參數(shù)對(duì)X80管道的剩余強(qiáng)度影響的特性研究,力爭(zhēng)對(duì)X80管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法能夠完善起到一定的借鑒意義。本文首先歸納出幾種油氣管道腐蝕方式,包括自然環(huán)境、介質(zhì)腐蝕、雜散電流、其他缺陷因素等四個(gè)方面,之后基于灰色關(guān)聯(lián)度的數(shù)學(xué)模型分析了管道腐蝕的致因因素,為文章選題提供一個(gè)理論基礎(chǔ)。隨后詳細(xì)介紹了N-G-18方程、ASME B31G-1984標(biāo)準(zhǔn)、RSTRENG方法、DNV RP-F101標(biāo)準(zhǔn)和PCORRC方法,并應(yīng)用在帶有腐蝕缺陷的X80管道上,將各計(jì)算公式的計(jì)算值與全尺寸壓力爆破數(shù)據(jù)對(duì)比得出各公式的適用性。最后基于以上模擬數(shù)據(jù)擬合出適用于X80鋼級(jí)管道的失效壓力計(jì)算公式。利用Solidworks軟件建立腐蝕缺陷模型,通過(guò)ANSYS WORKENCH中的線性靜力分析模塊展開腐蝕體積缺陷參數(shù)對(duì)管道剩余強(qiáng)度影響的仿真模擬研究。首先將腐蝕體積缺陷模型分為單體積腐蝕體、群體性腐蝕兩種。研究結(jié)果如下:1、將單體積腐蝕模型簡(jiǎn)化成方形和圓形兩種,對(duì)方形體積缺陷腐蝕的軸向長(zhǎng)度、軸向角度、腐蝕深度三個(gè)單參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬分析,發(fā)現(xiàn)軸向長(zhǎng)度小于90mm時(shí),隨著長(zhǎng)度的增大,管道對(duì)應(yīng)的剩余強(qiáng)度在逐漸減小,且剩余強(qiáng)度的下降速率逐漸減小;當(dāng)腐蝕長(zhǎng)度增大到100mm時(shí),管道腐蝕長(zhǎng)度的增長(zhǎng)不會(huì)對(duì)剩余強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響;另外腐蝕深度的增加,也會(huì)造成管道剩余強(qiáng)度的減小。軸向角度方面表現(xiàn)出在0~45°角度范圍內(nèi),體積缺陷管道的剩余強(qiáng)度隨著腐蝕角度的增大而減小,且腐蝕深度的逐漸增大會(huì)加速腐蝕軸向角度增大帶來(lái)的管道剩余強(qiáng)度的減小。2、探究了軸向長(zhǎng)度和角度的單參數(shù)因素對(duì)管道失效壓力的影響后,主要展開軸向腐蝕角度分別與軸向長(zhǎng)度和腐蝕深度的交互作用。發(fā)現(xiàn)角度與長(zhǎng)度之間存在這樣的關(guān)聯(lián),在0~20°范圍內(nèi)隨著角度的增大,角度對(duì)管道最大等效應(yīng)力影響超過(guò)長(zhǎng)度的作用,在20~45°范圍內(nèi)隨著角度的增大,軸向角度的對(duì)腐蝕管道的剩余強(qiáng)度的影響也越來(lái)越小。而腐蝕深度的逐漸增大會(huì)加速腐蝕軸向角度(0~45°)增大帶來(lái)的管道剩余強(qiáng)度的減小。3、圓形腐蝕缺陷主要做了單體積模型和群體性模型兩方面的模擬研究。發(fā)現(xiàn)圓形體積缺陷模型的腐蝕深度有著同方形類似的腐蝕效果,而直徑參數(shù)對(duì)管道失效壓力幾乎沒(méi)有影響。在群體腐蝕方面,建立兩個(gè)圓形體積缺陷模型,并定義系數(shù)k為軸向兩圓的半徑之和與圓心距之比,發(fā)現(xiàn)k值在軸向?qū)艿朗Ｓ鄰?qiáng)度大小影響巨大。
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE988.2
【圖文】：

0 (k) (k)| | 0 (k)) (k)| | 0 (k) ，則 ( ) 法和流程色關(guān)聯(lián)分析方法時(shí)，遵循如下步驟：歷史運(yùn)行記錄定位出管道發(fā)生腐蝕事故的腐蝕事故類型的誘發(fā)因素。學(xué)模型整理運(yùn)算以上分析得出的數(shù)據(jù)。數(shù)值比較和風(fēng)險(xiǎn)排序�；玖鞒滔聢D 2-2 所示。事故因素分析

984標(biāo)準(zhǔn)984 標(biāo)準(zhǔn)是最原始且應(yīng)用最廣泛的腐蝕管道失效的研究提供了基礎(chǔ)[34]。ASME B31G-1984 最初上制定出的適合腐蝕管道計(jì)算方法，其表達(dá)式如2 123 123 1 0 8[ ]2[ ] ≤ 4 0 2 1 1 1 0 8[ ]2[ ] 4 0olias 鼓脹因子，為了區(qū)別不同形式的表達(dá)式，分；—等于 1.1SMYS；

道有限元模擬的X80管道的模型建立一段長(zhǎng)輸管道某一區(qū)域含有的腐蝕缺陷僅對(duì)體，故在建立模型時(shí)本著節(jié)約資源、減少計(jì)算量此外為方便建模，根據(jù)管道內(nèi)壁的腐蝕缺陷體進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，分別建立方形和圓形腐蝕的 X形為例，本文利用 Solidworks 軟件建立如圖 4D=800mm，壁厚 t=18mm，腐蝕深度 d=9mm，m，在進(jìn)行模擬仿真時(shí)需要對(duì)管道施加約束力，管道模型的長(zhǎng)度設(shè)為 L=1200mm，管道的鋼材如下表 6 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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