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含有群腐蚀缺陷的钢质管道爆破压力研究

白雨  
【摘要】:随着油气资源的需求不断加大,海洋油气开发的重要性日益凸显,而海上油气资源的开采、运输主要通过管道完成。因此,海底管道成为能源战略中必不可少的一部分,海底管道一旦破坏,不仅在经济上会蒙受巨大的损失,更严重的是其带来的生态环境污染以及公共安全问题。近年来,我国铺设的许多管道已经进入中后期使用阶段,泄漏事故屡有发生,其中,腐蚀是其发生破坏的主要因素之一。由于腐蚀的随机性,腐蚀形状多以不规则的群腐蚀形式出现,所以,腐蚀间相互作用机理研究是准确评估腐蚀管道的前提。 本文针对群腐蚀缺陷钢质管道的腐蚀缺陷间的相互作用机理开展相关研究,主要完成了如下工作: 首先,对现有的多点腐蚀与复杂形状腐蚀管道的全尺寸试验成果进行总结归纳,了解多点腐蚀缺陷管道的失效模式和影响因素。 其次,采用非线性有限元分析软件ANSYS建立多点腐蚀管道的有限元分析模型,通过与前人的试验成果对比,验证模型的准确性。通过大量的有限元模型的计算分析,研究腐蚀长度、腐蚀深度、腐蚀轴向与环向间距对管道极限爆破压力的影响。 然后,通过计算分析得到腐蚀间的相互作用的最小限值,提出新的腐蚀间相互作用准则,并与现有的准则进行对比分析。以此为依据结合前人的腐蚀管道极限承载力评价方法提出多点腐蚀管道的极限爆破压力评价方法,并加以验证。 最后,建立复杂形状腐蚀管道的有限元分析模型,并与试验成果对比验证。通过大量模型计算分析,研究影响其极限爆破压力的主要因素。


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