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管道输送一直以来作为石油、天然气运输的重要方式,管道事故会给国民经济带来巨大的损失。管道腐蚀引起的失效已成压力管道安全技术问题的重要内容。
评价腐蚀管道剩余强度的目的是为了研究缺陷能否在某一操作压力下允许存在,以确定当前腐蚀缺陷下的剩余强度和最大失效压力,以及在某一输送压力下允许存在的最大腐蚀缺陷尺寸等,为管道维修计划和安全生产管理提供科学的指导。
本文首先对 B31G 方法进行了回顾、总结,分析 B31G 评价公式中流动应力、鼓胀系数等的影响规律。利用管道爆破实验结果验证原始B31G、修正 B31G 及 DNV 三种评价方法,评价结果表明三种方法预测结果存在较大差异,同时指出三种评价方法的局限性,并且应用 Microsoft Visual Basic 6.0 开发了相应的评估软件。其次,利用有限元分析软件 ANSYS 对腐蚀管道的失效进行有限元分析。结合缺陷的具体形状,采用三维六面体等参单元建立合适的有限元模型,利用基于塑性的失效准则确定失效压力。通过计算分析,将计算结果与三种方法预测结果进行比较,可知有限元法对于各种情况均可得到与实际比较吻合的结果。最后,分析了几种典型体积型缺陷尺寸参数对腐蚀管道失效压力评价结果的影响。