在役含缺陷压力管道剩余强度评价系统的开发研究

为从安全性和经济性两方面对在役压力管道缺陷的形态作为可靠评价,在分析SAPV、R6、PD6493、B31、G、AP1579等国内外先进评价规范特点的基础上,结合我国在役压力管道的现状,研制开发了适用于含平面缺陷和／或体积缺陷在役压力管道剩余强度评价系统及软件。通过事故实例分析、在役含缺陷天然气压力管道剩余强度评价的应用以及含缺陷压力管道全尺寸试验结果对比,表明本系统的评价结论是可靠的,同类缺陷各评价等级之间的街接是合理的。     

API 579准则评价均匀腐蚀管道剩余强度

为了更加准确地评价均匀腐蚀管道的剩余强度,从而科学合理地维护管道并提高管道的利用率,研究了API 579准则评价均匀腐蚀管道剩余强度的方法.以API 579准则为理论依据,对含有均匀腐蚀缺陷管道的剩余强度进行了3个等级的评价,并且通过计算得到了在给定的均匀腐蚀缺陷下管道最大安全运行压力值,该压力值反映了含均匀腐蚀缺陷管道的承压能力.实验表明,API 579准则能够实现对含均匀腐蚀缺陷管道剩余强度的合理评价.     

基于腐蚀缺陷管道的剩余强度评价标准应用

针对腐蚀缺陷管道剩余强度的评价问题,研究了ASME B31G标准、Rstreng标准、DNV RPF101标准及其算法,并对腐蚀缺陷管道的剩余强度进行了评价.计算了不同评价标准对于同一腐蚀缺陷的评价结果,评价了库鄯线原油管道和独乌线成品油管道中不同长度、深度的腐蚀缺陷,对评价结果及其变化情况进行对比分析.结果表明,对于同一腐蚀缺陷,不同评价标准所得到的管道剩余强度值之间存在差异,即各评价标准的保守性不同;不同评价标准适用于不同的腐蚀长度区间,且腐蚀缺陷尺寸的变化对不同评价标准所得到的管道剩余强度的影响程度不同.     

腐蚀套管剩余强度计算

借鉴API RP 579等标准推荐作法,研究了基于测井数据的缺陷描述方法、剩余强度计算方法。建立的腐蚀套管缺陷识别与剩余强度计算模型具有一定的适用性。     

管道体积型缺陷剩余强度评价方法误差分析

研究了5种较为通用的油气管道体积型缺陷剩余强度评价方法,对评价方程计算结果与含缺陷管道的爆破试验结果进行比较,得出了各种评价方程的计算误差,对误差的分布区间进行了分析。结果表明,与Origin B31G方程评价结果相比,Modified B31G方程评价结果的保守性大大降低;许用应力法和PCORRC方程的评价效果较好,API 579-1标准给出的评价方程同样存在评价结果过于保守的问题;对不同级别的管线钢,同一种评价方程的评价效果存在差异。     

应用有效面积法评价管道剩余强度实用性研究

定期开展腐蚀管道剩余强度评价工作,对指导管道维护维修、保证管道安全运行具有重要意义。有效面积法是一种重要的管道剩余强度评价方法。提出了一种适用于有效面积法的腐蚀缺陷测量方法,该方法能够对管体腐蚀形貌进行详细描述;根据有效面积法计算模型编制了计算机程序,对某管道实际腐蚀缺陷进行了计算求解。结果表明,应用有效面积法的计算结果高于ModifiedB31G评价方程的计算结果,即保守性较低。     

外腐蚀管道剩余寿命的有限元分析

预测油气管道的剩余寿命, 对避免管道泄漏事故的发生和节省维修费用具有重要意义。针对国内某成品油管道开挖点处的两个腐蚀缺陷, 基于有限元分析方法, 建立了管道椭球形缺陷的三维有限元结构模型。以管道实测缺陷尺寸为依据, 在已知腐蚀速率的情况下, 采用非线性分析技术对腐蚀管道进行了应力分析, 依据塑性极 限状态失效准则预测了管道的剩余寿命。结果表明, 两个腐蚀缺陷的剩余寿命分别为8a和1 3a, 预测结果可为管道的维护维修提供理论依据。     

腐蚀天然气管道剩余强度的模糊可靠性分析

根据腐蚀天然气管道剩余强度可靠度的计算模型,进行模糊可靠性分析时,考虑到管道失效准则的模糊性,将结构的功能函数与结构适用性的损益结合起来,通过类似于非正态随机变量当量化的过程,将隶属函数的补函数视为一个新的随机变量的累积分布函数,从而获得新的功能函数.在MATLAB中利用确定性可靠度的求解方法求得模糊随机可靠度.最后结...     

腐蚀管道剩余寿命及参数灵敏度分析

考虑腐蚀速率的影响,改进了计算腐蚀管道失效压力方程,建立了管道腐蚀剩余寿命预测的概率模型,采用重要抽样法对其进行模拟,并通过目标可靠度指标确定管道的剩余寿命,提出了一种新的管道腐蚀寿命预测方法,并对管道的各项参数进行灵敏度分析,讨论了这些参数变化对管道失效概率的影响,得出径向腐蚀速率为缺陷管道失效的主要因素.     

含体积型缺陷管道的剩余强度评价

由于管道输送介质易燃、易爆等特点,管道一旦失效,发生泄漏,输送介质将迅速扩散,遇到火源就会剧烈燃烧,甚至爆炸,其后果是灾难性的。为了防止管道意外事故的发生,采取适当的方法对含体积型缺陷管道的剩余强度作出评价。基于含体积型缺陷管道的受力情况,应用ABAQUS有限元分析软件模拟缺陷管道的力学行为,计算含体积型缺陷管道的失效压力,分析缺陷长度、缺陷深度以及缺陷宽度与失效压力的关系,得出管道允许存在的最大缺陷尺寸。依据该尺寸对含体积型缺陷管道作出继续使用、降压、修复、更换等方案选择,以此保证油气管道的输送安全。     

锈蚀钢筋混凝土柱承载力评估理论与方法

基于锈蚀纵筋压屈试验,依据构件延性破坏的理论原则,提出了柱中锈蚀纵筋计算可用应力的物理模型。结合改进后的混凝土截面锈损模型和钢筋与混凝土间粘结力退化模型,提出了适用于不同纵筋锈蚀率和箍筋锈断情况的轴心受压、小偏心受压以及大偏心受压锈蚀钢筋混凝土柱的正截面承载力估算的理论与方法,给出了相应的计算公式,并与国内外相关试验结果进行对照,初步证实了所提出的估算理论与方法在相应范围内是可行的。     

锈蚀钢筋混凝土梁抗剪能力退化机理和预计模型

针对钢筋混凝土构件中箍筋和纵筋的锈蚀现象,通过试验研究了钢筋混凝土梁抗剪性能退化规律,分析了其抗剪性能退化机理,建立了基于纵筋和箍筋锈蚀率变化的抗剪承载能力预计模型.研究结果表明：当纵筋配筋率和配箍率适中且钢筋锈蚀不是非常严重时,梁一般会发生剪压破坏.     

缠绕角对复合材料内压管强度的影响

基于Hoffman复合材料失效准则,考察了缠绕角对两端封闭的纤维缠绕复合材料内压管道(环向/轴向应力比为2∶1)强度的影响。分析表明,纤维缠绕角的变化对复合材料内压管强度的影响显著,不合理的缠绕角将明显增加成本。对该文考察的碳纤维/环氧、玻璃纤维/环氧、硼纤维/环氧复合材料而言,内压管最佳的缠绕角位于45°~55°的范围内。偏离该范围会导致管材失效的可能性大大提高。分析还表明,对于该类内压管材,其失效主要取决于垂直于纤维方向的强度和应力,因而可以对Hoffman准则予以简化。     

全长粘结式灌浆锚杆锈胀机制研究

针对埋设在地下特殊环境条件下全长粘结式灌浆锚杆存在因锈胀致裂,导致结构失效的实际情况,以弹性理论为基础,根据锚杆、灌浆材料以及围岩体三者之间变形协调关系、荷载平衡条件,研究了锚杆锈胀导致灌浆或岩体开裂,进而加速锚杆锈蚀破坏的机制问题,讨论了锚杆锈胀量、灌浆材料特性、保护层厚度以及围岩体力学性质对锚杆锈胀力的影响。结果表明:锚杆锈胀力随着钢筋锈蚀率的增加而增加,随钢筋保护层厚度的增加而减少;砂浆与围岩体之间的锈胀力随砂浆强度、围岩强度的增加而增加,钢筋与砂浆之间的锈胀力随围岩强度的增加而增加,随砂浆强度的增加而降低。     

液压胀合复合管的应力应变分析

根据对复合管的基本假设,分析了复合管液压胀合过程中的受力状态.采用弹塑性理论,对复合管内管及外管的应力应变关系进行了讨论,并利用复合管内外管周向应变的变形协调条件,得出了液压胀合力P     

受腐蚀混凝土结构的维修决策技术研究

基于混凝土结构的基本腐蚀损伤机理,结合结构抗力在设计服役期内的变化分析,研究了受腐蚀混凝土结构的维修决策技术,提出了维修结构在后续使用期内正常使用的保证措施,建立了最优维修及控制方案选择的数学模型,为实际工程应用提供了理论基础和参考依据.     

钢筋非均匀锈胀力的理论分析

目前大多学者在采用弹性力学或有限元等方法研究钢筋锈胀现象时,均将其视为均匀锈蚀,然而这样并不能揭示锈蚀物产生、发展的机理,为此应用弹性力学理论建立了钢筋非均匀锈胀力的分布模型.该模型仍存在着误差,文章从锈蚀物物理参数的取值等方面论述了产生误差的原因,且提出了对理论公式的修正意见.