有缺陷油氣管道可靠性研究.pdf

1、管道的應(yīng)用伴隨著社會(huì)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(chǔ)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(lái)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(duì)于管道管理的問(wèn)題層出不窮，特別對(duì)于壓力大的天然氣輸

2、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(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速膨脹，造成爆炸及大火，將會(huì)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(wèn)題，因此本文主要研究有缺陷油氣管道疲勞特性問(wèn)題，通過(guò)比較直觀容易測(cè)量的方法來(lái)對(duì)油氣管道疲勞裂紋附近的復(fù)雜力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化，進(jìn)而達(dá)到對(duì)管道斷裂問(wèn)題的分析。
　　本文首先列舉了幾起比較有代表的國(guó)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(lái)的影響是不可忽視的，但油氣管道在制造

3、與安裝過(guò)程中不可避免會(huì)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(gè)方面的作用力，在此過(guò)程中裂紋會(huì)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(duì)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(duì)于在混合型應(yīng)力條件下對(duì)其傳播過(guò)程的研究是十分必要的。其次通過(guò)ANSYS軟件建立模型:a.建立含缺陷有限元油氣管道模型，通過(guò)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(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力。b.建立含傾斜裂紋有限元模型，通過(guò)

4、有限元模型解析可以得出裂紋開口面位移分布，同時(shí)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(guò)有限元解析來(lái)對(duì)K（應(yīng)力強(qiáng)度因子）進(jìn)行確定和分析。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，首先實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行對(duì)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(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)分析裂紋的傾斜角度是否會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)效果產(chǎn)生影響。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)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(guò)計(jì)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KF