本文關(guān)鍵詞：腐蝕輸油管道的承載性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自油氣產(chǎn)業(yè)誕生以來,管道安全事故一直威脅著管道運輸業(yè)的持續(xù)發(fā)展,同時也給國民經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境帶來了不可估量的損失。作為長輸管道失效破壞的主要原因之一,腐蝕缺陷在一定的條件下極易引發(fā)安全事故。因此,腐蝕管道承載性能的準確評估是保證長輸管道安全運行的前提。本文簡要介紹了腐蝕管道剩余承載力的ANSI/ASME B31G評價準則和有限元分析方法,并通過分析兩種方法的適應(yīng)性證明了有限元方法比B31G準則擁有更精確的評價結(jié)果。結(jié)合力學理論推導(dǎo)和有限元模擬分析研究了埋地輸油管道內(nèi)部流體主要作用力和外部土壤壓力的作用效果,證實靜壓是埋地輸油管道承受的最大作用力,且沿著管道流動方向不同位置處的靜壓值不同,與靜壓相比管周土壓力對管道承載能力的影響整體上十分微小。借助有限元軟件ANSYS建立了腐蝕輸油管道的有限元分析模型,探討了管道模型長度和材性、缺陷模型表面投影形狀和深度過渡形狀對應(yīng)力分布和剩余強度的影響。表明管道模型擁有一個最佳模型長度,管道兩端固定約束處的應(yīng)力集中只會在最佳模型長度范圍內(nèi)對中部缺陷區(qū)域受力產(chǎn)生影響;對X52、X60、X70三種鋼管而言,管道模型鋼號在一定彈性范圍內(nèi)壓下(13.5MPa左右)不影響受力。缺陷模型表面投影形狀決定應(yīng)力集中的分布位置和底面應(yīng)力的分布形狀,其中尖角比圓弧、小曲率圓弧比大曲率圓弧更易降低腐蝕管道的剩余強度;深度過渡形狀影響彈性階段的應(yīng)力分布,深度上沿圓弧過渡能減小應(yīng)力集中對剩余強度的影響。最后通過對比缺陷管道壓力爆破試驗結(jié)果驗證了有限元分析模型的正確性。
【關(guān)鍵詞】：腐蝕管道 承載性能 有限元分析 缺陷模型
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE988.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 選題背景和研究意義8-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3 主要研究內(nèi)容17-18
• 2 埋地輸油管道腐蝕缺陷概述18-28
• 2.1 埋地輸油管道腐蝕特點18-20
• 2.1.1 埋地輸油管道腐蝕誘因18-19
• 2.1.2 埋地輸油管道腐蝕分類19-20
• 2.2 ANSI/ASME B31G準 則和有限元分析方法的對比20-27
• 2.2.1 B31G準 則和改進的B31G準 則20-23
• 2.2.2 有限元分析方法23-25
• 2.2.3 B31G法 和有限元法的對比25-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 3 埋地輸油管道受力分析28-45
• 3.1 管道內(nèi)部流體作用力分析28-36
• 3.1.1 管道內(nèi)部流體作用力公式推導(dǎo)28-31
• 3.1.2 實例計算31-33
• 3.1.3 數(shù)值分析33-36
• 3.2 管道外部管土作用力分析36-44
• 3.2.1 管周土壓力計算37-41
• 3.2.2 管周土壓力對管道承載力的影響41-43
• 3.2.3 管周土壓力對管道變形的影響43-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 4 腐蝕輸油管道的有限元分析45-64
• 4.1 腐蝕輸油管道的有限元模型建立45-52
• 4.1.1 鋼管模型45-47
• 4.1.2 土體模型47-49
• 4.1.3 腐蝕缺陷模型49-51
• 4.1.4 網(wǎng)格劃分和載荷施加51-52
• 4.1.5 失效準則52
• 4.2 管道模型對有限元分析結(jié)果的影響52-56
• 4.2.1 管道長度的影響52-54
• 4.2.2 管道材性的影響54-56
• 4.3 缺陷模型幾何形狀探討和有限元模型驗證56-62
• 4.3.1 缺陷模型表面投影形狀56-59
• 4.3.2 缺陷模型深度過渡形狀59-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 5 結(jié)論及展望64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及研究成果71

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