含多腐蚀缺陷油气管道的相互作用准则及剩余强度

利用ABAQUS软件,采用控制变量法和无量纲分析法,求解只含轴向或环向多腐蚀缺陷管道的等效应力,并提出了管道多腐蚀缺陷间的相互作用准则、判定流程和影响因素;在考虑腐蚀缺陷间相互作用效应的情况下,结合控制变量法,对处于复杂腐蚀状态下含多腐蚀缺陷的管道的剩余强度进行了数值模拟,并提出了剩余强度变化系数;采用正交试验设计法,分析了影响腐蚀管道剩余强度的主、次要因素。结果表明：当只有轴向或环向腐蚀缺陷时,轴向间距系数是影响管道应力状态的主要因素;当腐蚀轴向间距大于■时,腐蚀缺陷间无相互作用;当轴向、环向均有腐蚀缺陷时,腐蚀长度系数和腐蚀宽度系数是影响管道剩余强度的主要因素,腐蚀深度系数和轴向间距系数次之。     

不同级别腐蚀管道剩余强度评估方法对比研究

1前言管道是油气资源输送最主要也是最经济安全的方式,由于管道大多埋于地下,输送压力高,极易受到外部压力、腐蚀、第三方破坏和自然灾害等因素的影响.资料表明[1],腐蚀是油气管道失效的主要原因之一,会造成管壁减薄,管道的承压能力下降,严重     

腐蚀缺陷参数对油气管道剩余强度的影响

为了探索腐蚀缺陷对油气管道剩余强度的影响规律,将响应曲面法与ANSYS有限元法相结合,以在不同腐蚀参数缺陷下得到的油气管道剩余强度作为响应值,建立了腐蚀缺陷长度、宽度和深度与油气管道剩余强度响应输出之间的数学模型,讨论不同影响因素的显著性及其交互作用的影响规律。结果表明,单影响因素腐蚀缺陷深度对油气管道剩余强度影响最大,腐蚀缺陷长度与深度的交互作用比较显著。     

几种含体积型腐蚀缺陷管道剩余强度评价方法的特点及适用性

介绍了四种体积型腐蚀缺陷的评价方法,对比分析了其特点及适用性.结论为:ANSI/ASME-B31G适用于管材等级较低、管道服役年限长的老管道的评估,半经验、偏保守;DNV法可进行单个缺陷、相互作用的缺陷和复杂形状缺陷的评估;SY/T6151-1995法评价过程较复杂,但评价结果较准确;API RP 579-2000是目前较先进、较精确的分级评估方法,我国的SY/T6477-2000等效于它.     

改进BP算法的腐蚀管道剩余强度预测

利用人工神经网络所具有的高度非线性映射功能,对现役长输油气腐蚀管道失效压力进行预测,并综合分析了管径、壁厚、屈服强度、环向腐蚀速率、径向腐蚀速率、缺陷长度及蚀坑深度对腐蚀管道失效压力的影响。为了验证人工神经网络具有很好的通用性,通过选择6种不同管径的腐蚀管道样本训练集交叉对网络进行训练,并利用训练好的网络进行预测。结果表明,人工神经网络在满足工程需要的前提下,是一个比较准确、疗便的数学模型。     

腐蚀管道的剩余强度评价

对管道内检测检出的腐蚀缺陷,采用RSTRENG有效面积方法、ASME B31G标准的方法、以及RSTRENG0.85dL方法对腐蚀缺陷进行了剩余强度计算,并对结果进行分析比较和评价,计算出了最大安全压力、安全系数以及爆管失效压力。     

相互作用腐蚀管道剩余强度评价方法对比研究

目的分析现有腐蚀评价规范对相互影响腐蚀管道剩余强度计算的适应性,筛选合适的相互影响腐蚀管道剩余强度评价规范。方法介绍了ASME B31G—91、修正的B31G、ASME B31G—2009/2012、RSTRENG方法、DNV-RP-F101方法以及PCORRC方法等七种相邻腐蚀相互作用认定准则以及相互作用腐蚀评价方法,应用实验数据分析了各评价方法的适应性。结果 ASME B31G—91、修正的B31G、ASME B31G—2009/2012、RSTRENG方法大多以临界轴向间距为依据,超过临界轴向间距时,相邻腐蚀不发生相互影响,但未给出相邻腐蚀相互影响的评价思路或影响方式。DNV RP-F101标准明确提出了相邻腐蚀相互影响准则,并给出了相互影响腐蚀评价思路。PCORRC方法未明确给出相互影响腐蚀评价思路。结论上述七种腐蚀评价规范均以单腐蚀管道为研究基础,更适合评价单腐蚀缺陷管道,评价相互作用腐蚀缺陷过于保守,并且相邻腐蚀缺陷相互作用准则过于简单,未完全反映相邻腐蚀缺陷相互作用机理。相比而言,DNV-RP-F101方法较其他评价方法的计算结果更准确,保守性更低。     

海底管道腐蚀后剩余强度评估方法研究

海底管道在服役期间会由于腐蚀而受到不同程度的损坏,进而导致强度降低,影响其安全性。为预测管道腐蚀后的损伤程度,须对腐蚀后管道的剩余强度进行评估。通过计算分析,对腐蚀海底管道剩余强度的分项安全系数法和许用应力两种评估方法进行了详细研究。结果表明:检测腐蚀管道的设备存在误差,即精度不为0时,存在一个相对腐蚀深度(d/t)0,两种方法的评估结果相同;提高设备的测量精度和置信水平,更有利于客观评估腐蚀管道的剩余强度。     

含腐蚀缺陷X70钢剩余强度分析

采用ABAQUS有限元数值计算方法,分析了含腐蚀缺陷X70管道的剩余强度.根据相关标准的失效准则,研究了腐蚀的发展规律,并考虑到双腐蚀缺陷对管道剩余强度的影响.结果表明,对于双腐蚀缺陷,管道剩余强度随着两腐蚀轴向间距的增大而增大,最后趋于稳定;管道剩余强度随着两腐蚀缺陷径向夹角的增大而增大,最后趋于稳定.研究结果对于管...     

含体积型缺陷油气输送管道剩余强度评价软件开发及应用

介绍一种依据SY/T 6477—2014标准开发的含体积型缺陷油气输送管道剩余强度评价软件,并以某均匀腐蚀管线钢管为例,运用该软件对其含缺陷剩余强度进行评价。该软件的核心计算模块由均匀腐蚀缺陷评价模块和局部腐蚀缺陷评价模块组成;可逻辑判断缺陷类型及量化方法,计算均厚长度、管道最大允许工作压力、许用剩余强度因子以及管道降压后最大允许工作压力。该软件具有计算结果准确、易操作、响应速度快的优点。     

含腐蚀缺陷N80油管的剩余强度分析

针对N80油管腐蚀问题,使用APDL编程语言建立了剩余强度数值计算的参数化模型,模型可分析轴长型与短型两种缺陷形式。以某油田油井数据为背景,对比分析了腐蚀缺陷轴向长度、环向宽度、径向深度及油管轴向应力和内压对油管剩余强度的影响。研究成果可为含腐蚀缺陷油管的安全评估提供依据。     

考虑多腐蚀缺陷作用效应的海底管道失效压力分析

目的研究多种腐蚀缺陷及多腐蚀缺陷间相互作用对管道失效的影响,提出考虑多腐蚀缺陷作用效应的管道失效压力计算方法。方法基于腐蚀缺陷压力管道全尺寸压力爆破试验数据,采用有限元方法分析含不同尺寸多腐蚀缺陷的管道失效压力,提出重叠腐蚀缺陷相互作用系数概念,并将其应用到重叠腐蚀缺陷管道失效压力的计算中。结果腐蚀缺陷间不同的轴向间距及环向间距均对多腐蚀缺陷相互作用有显著影响,从而影响管道失效压力。多腐蚀缺陷间相互作用存在临界范围,且不同腐蚀缺陷尺寸对其相互作用临界值影响不同。当管道存在"十"字形重叠腐蚀缺陷时,失效压力明显降低。重叠腐蚀缺陷顶层缺陷的几何尺寸是决定失效压力变化趋势的主要原因,即随着顶层腐蚀缺陷轴向长度及深度的增加,失效压力出现大幅降低;而随着顶层缺陷宽度的增加,失效压力下降趋势缓慢。结论腐蚀缺陷几何尺寸是影响管道失效压力及腐蚀缺陷间相互作用的重要因素,结合腐蚀缺陷间相互作用系数能够有效进行多腐蚀缺陷管道的失效压力分析计算。     

焊缝强度不匹配对残余应力的影响

基于热弹塑性有限元法,开发顺次耦合焊接残余应力计算程序,对Q345R钢焊接残余应力进行分析,讨论焊缝强度不匹配对残余应力的影响.结果表明,焊缝强度对残余应力影响较大.当焊缝屈服强度与母材相同时,焊缝纵向残余应力高达屈服强度.当焊缝屈服强度高于母材强度时,焊缝纵向残余应力高达屈服强度,热影响区纵向残余应力高于母材屈服强度.且随着焊缝强度增加,热影响区纵向残余应力增加.     

含腐蚀缺陷管道的风险分析

腐蚀是管道失效的主要原因,所以进行腐蚀缺陷管道的风险分析是极为重要的。通过有限元法分析腐蚀管道的风险因素,采用ANSYS软件建模对腐蚀缺陷管道在不同缺陷尺寸和位置下的最大等效应力和失效压力进行了计算和分析,得出内压、缺陷尺寸与最大等效应力的关系,同时得出了采用X60以上中高强度管材的优势,完成了腐蚀缺陷管道初步的风险评估。     

腐蚀和残余应力对油气管道不规则区可靠性的影响分析

目的针对油气管道的运行安全问题,建立油气管道局部腐蚀模型,对管道不规则区域的可靠性进行准确分析。方法首先,对管网中不同的不规则区域管道的腐蚀进行简单分析,每个区域都有局部腐蚀缺陷,任何区域的破坏都会导致整个管网的破坏。其次,定义各区域的有限元模型,考虑文献中给出的局部腐蚀模型和常用应力模型。再次,利用概率分析方法给出真实的腐蚀参数和时间模型,并采用蒙特卡洛模拟算法进行求解,得出不同腐蚀速率下管道的不规则区域的失效概率。最后,以三种不同腐蚀速率的数值算例分析各种因素对腐蚀管道可靠性的影响。结果受腐蚀和残余应力的影响,不规则区域的可靠性明显大于规则区域。考虑不同区域的残余应力,破坏概率随残余应力的增加而增加,特别是高腐蚀速率时,失效概率增加,而低腐蚀速率时,这种敏感性降低。法兰的可靠性更受有无残余应力腐蚀的影响。常规区(基)的可靠性最好。结论管道不规则区域对腐蚀和残余应力的响应机制不同于规则区域,所提出的方法相比于传统方法,能够更有效地评价不规则区域的可靠性。     

腐蚀缺陷对高含硫输气管道强度的影响

采用solid186单元对含缺陷腐蚀管道进行建模,基于非线性有限元隐式积分算法与塑性失效准则,分析了腐蚀形貌对高含硫输气管线强度的影响机理,并通过室内试验,验证了仿真分析的正确性。结果表明:含缺陷管道的力学行为包含弹性阶段、屈服阶段和塑性强化阶段,其中槽形缺陷和椭球形缺陷大大降低了管道的屈服点,而球形缺陷对管道的屈服点影响相对较小;缺陷对管道强度的影响主要表现为局部应力集中,其中椭球形缺陷管道在径向方向上的应力梯度最大,应力集中最为明显。     

双点蚀缺陷管道剩余强度计算方法

现有的双腐蚀缺陷管道剩余强度评价规范大多以轴向均匀腐蚀为研究对象,评价双点蚀缺陷管道时结果偏保守,导致管材浪费严重。利用非线性有限元分析方法,对含有交互影响双点蚀缺陷管道的剩余强度进行分析,验证了分析方法的可靠性。在此基础上,研究了轴向间距对带有相同尺寸和不同尺寸双点蚀缺陷管道失效压力的影响,并建立了双点蚀缺陷管道失效压力计算方法。结果表明,双点蚀缺陷相互作用随轴向间距呈对数关系变化,但相同尺寸双点蚀缺陷相互作用随点蚀直径或点蚀深度的变化极小,可以忽略,而不同尺寸双点蚀缺陷相互作用区间随双点蚀直径或深度差距的增加而减小;拟合得到的双点蚀缺陷相互作用系数能够合理预测双点蚀缺陷的相互作用,并解决交互影响双点蚀缺陷管道失效压力的计算。     

含平底型腐蚀缺陷钢管剩余强度的有限元求解和实验验证

以X65管线钢为研究对象,采用有限元方法（FEM）分析了不同深度和不同直径的平底型腐蚀缺陷对管线钢局部应力应变分布和剩余强度的影响规律,并通过实验方法进行了验证。结果表明,腐蚀缺陷深度愈大,剩余强度愈低;腐蚀缺陷直径愈大,剩余强度愈低,并且缺陷深度比缺陷直径对剩余强度的影响更为显著。采用拉伸实验方法,对直径为6 mm,深度分别为1/2壁厚和1/4壁厚的平底型腐蚀缺陷模拟试样进行实验验证,结果与FEM求解结果较为一致,尤其是含有大深度缺陷试样的实验结果同有限元计算结果的一致性更好。