發(fā)布時間：2017-12-05 19:12

  本文關(guān)鍵詞：有缺陷油氣管道可靠性研究

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【摘要】：管道的應(yīng)用伴隨著社會的進(jìn)步在石油天然氣的輸送領(lǐng)域獲得更加不容忽視的地位,油氣領(lǐng)域自興起到現(xiàn)在有一部分地區(qū)所擁有的存儲量已經(jīng)基本被開采完畢,因此一些地區(qū)看準(zhǔn)了區(qū)域間的合作,有相當(dāng)一部分的跨地區(qū)管線正在相繼的籌備及施工,這些也指引著管道領(lǐng)域未來前進(jìn)的道路,管道輸送讓資源可以最大化的被利用,推進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全球化。油氣管道在運(yùn)輸中是十分重要的工具。伴隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展,管線也在逐漸增多,因此對于管道管理的問題層出不窮,特別對于壓力大的天然氣輸送線路,該線路如果破損開裂,期內(nèi)的輸送介質(zhì)體積將會在短時間內(nèi)迅速膨脹,造成爆炸及大火,將會導(dǎo)致相當(dāng)嚴(yán)重的后果。而引發(fā)事故發(fā)生最多的原因就是斷裂問題,因此本文主要研究有缺陷油氣管道疲勞特性問題,通過比較直觀容易測量的方法來對油氣管道疲勞裂紋附近的復(fù)雜力學(xué)問題進(jìn)行簡化,進(jìn)而達(dá)到對管道斷裂問題的分析。本文首先列舉了幾起比較有代表的國內(nèi)外油氣管道的斷裂事故,由此可見這些事故的發(fā)生給人民生活安全帶來的影響是不可忽視的,但油氣管道在制造與安裝過程中不可避免會有裂紋的存在,而這些缺陷在管道服役期間要不斷受到各個方面的作用力,在此過程中裂紋會發(fā)生擴(kuò)展,甚至是大規(guī)模的斷裂,由此在了解斷裂力學(xué)的理論基礎(chǔ)上對疲勞裂紋產(chǎn)生的機(jī)理以及擴(kuò)展規(guī)律的進(jìn)行分析,得出對于在混合型應(yīng)力條件下對其傳播過程的研究是十分必要的。其次通過ANSYS軟件建立模型:a.建立含缺陷有限元油氣管道模型,通過有限元模擬的結(jié)果可以看出由于管道中含有裂紋,裂紋區(qū)域會產(chǎn)生較大的應(yīng)力。b.建立含傾斜裂紋有限元模型,通過有限元模型解析可以得出裂紋開口面位移分布,同時又可解析出傾斜裂紋的應(yīng)力分布與裂紋面開口位移的關(guān)系,繼而就可以通過有限元解析來對K(應(yīng)力強(qiáng)度因子)進(jìn)行確定和分析。通過實(shí)驗(yàn),首先實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行對裂紋的預(yù)制,本文實(shí)驗(yàn)試樣采用現(xiàn)今應(yīng)用較廣泛的X80材料。之后進(jìn)行的是通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來分析裂紋的傾斜角度是否會對實(shí)驗(yàn)效果產(chǎn)生影響。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量裂紋面Ⅰ型和Ⅱ型開口和滑移兩方向的位移量,繼而通過計算得出Ⅰ型應(yīng)力和混合型應(yīng)力的分布,最后將模擬所得Ⅰ型和Ⅱ型的KFEM、實(shí)驗(yàn)所得的Kmes與理論的K進(jìn)行分析。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE973

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本文編號：1255870