玻璃纖維增強復(fù)合管因其具有耐腐蝕和高強度等優(yōu)點,目前已成為油氣長輸運管道的新選擇。隨著玻璃纖維增強管被應(yīng)用于石油天然氣長距離運輸和海洋工程等關(guān)鍵領(lǐng)域,因此其安全性越來越受到工業(yè)界的重視。玻璃纖維增強復(fù)合管屬于典型的層合結(jié)構(gòu),容易在制作和服役過程中產(chǎn)生分層缺陷,給管道的運行帶來安全隱患。由于玻璃纖維增強復(fù)合管的管體力學(xué)模型十分復(fù)雜,制作缺陷管材成本高,目前較少有針對分層缺陷進行整管研究的報道,因此針對分層缺陷,研究其對管道爆破壓力的影響很有必要。本文在中國石油管道局工程有限公司合作項目“纖維增強熱塑性塑料管（RTP）管材壽命預(yù)測模型開發(fā)及典型缺陷管材極限承載能力評估”、“D450mm RTP管耐壓測試及分析”等項目的持續(xù)資助下,對含分層缺陷玻璃纖維增強復(fù)合管的爆破性能展開了相關(guān)研究,主要完成的工作如下:（1）引入了漸進損傷分析方法及cohesive界面模型作為有限元建模的理論基礎(chǔ),并使用FORTRAN語言編寫用戶定義材料（UMAT）子程序建立了玻璃纖維增強材料的本構(gòu)關(guān)系,并通過試驗和文獻得到了相關(guān)材料的力學(xué)性能參數(shù)。（2）采用雙層殼模型研究了層合結(jié)構(gòu)的層間剪應(yīng)力的分布規(guī)律。利用該分布規(guī)律... 

【文章來源】： 倪振磊 浙江大學(xué)

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

管道腐蝕

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-2纖維增強復(fù)合管典型結(jié)構(gòu)[28]相較傳統(tǒng)鋼管，F(xiàn)RP管在提供高強度性能的同時，還具備了塑料管耐腐蝕和柔性好的特點[30]。因此FRP管為高壓力、抗腐蝕的大口徑油氣長輸管道發(fā)展提供了很好的方向�？偟膩碚f，F(xiàn)RP管有如下優(yōu)勢[26,27,31-34]：（1）耐腐蝕，由于內(nèi)外層均采用熱塑性塑料，F(xiàn)RP管內(nèi)外層都具有較好的耐腐蝕特性，可用來運輸腐蝕性介質(zhì)；（2）節(jié)能環(huán)保，F(xiàn)RP管具有內(nèi)壁光滑和耐磨損的特點，因此流動阻力小，可降低管線的運營成本；（3）柔韌性好，F(xiàn)RP管柔性極好，因此抵抗土壤沉降和地震等能力強。小口徑FRP管可以長盤卷供應(yīng)，能減少接頭數(shù)量，安裝時可通過采用特殊的布局方式進行自補償從而減少使用熱補償裝置，節(jié)約建設(shè)成本；（4）服役壽命長，F(xiàn)RP管一般按照20年的服役壽命進行設(shè)計制造，最高甚至可達50年；（5）性價比高，針對目前油氣長輸管道項目中應(yīng)用較多的的小口徑FRP管道，如果從壽命管理的角度考慮，采用FRP管道可節(jié)約的建設(shè)和運營成本能夠達到25%以上。因為以上FRP管的這些優(yōu)點，它在以下幾個方面已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用[32,35-38]：（1）小直徑高壓FRP管道，直徑50～150mm，壓力5～25MPa，可用于油田注水等。FRP管目前正在替代傳統(tǒng)的鋼管和玻璃鋼管用于油田注水等，因為FRP

緒論5管抗腐蝕效果更好，還可以用盤卷形式供貨，方便鋪設(shè)管道；（2）小直徑中壓FRP管道，直徑100～200mm，壓力1.6～5MPa，可用于礦山和油氣田輸水、輸氣、市政搶險或者臨時鋪設(shè)工程管道。市政搶險救援活動和工程中都經(jīng)常需要使用管道，因為FRP管道有質(zhì)量輕、接頭少和鋪設(shè)時間短等優(yōu)點，在各類救災(zāi)活動中都將做出巨大貢獻；（3）大中口徑的低壓FRP管道，直徑100mm～1600mm，壓力低于1.6MPa，可用于民用輸水管道。目前市場上用于城鄉(xiāng)輸水的管道主要是PE和PVC管道，開發(fā)FRP管道可以減少塑料材料的消耗。我國自主研發(fā)的鋼絲纏繞增強塑料復(fù)合管[39]多用于這個領(lǐng)域[40]。圖1-3FRP管的發(fā)展方向圖1-4FRP管海上油氣運輸管線和陸地輸水管線


本文編號：3539290