交叉双腐蚀缺陷管道剩余强度分析计算

利用非线性有限元分析方法,对含有交叉双腐蚀缺陷管道剩余强度进行了分析,并与实验数据对比,验证了此分析方法的可靠性。在此基础上,分别保持交叉双腐蚀缺陷轴向间距、环向间距不变,研究了环向间距、轴向间距对交叉双腐蚀缺陷管道剩余强度的影响,计算结果表明,1环向间距不变时,交叉双腐蚀缺陷很难达到完全交互作用。2随着轴向间距由负到正的增加,交叉双腐蚀缺陷交互作用先增强后减弱,交互作用的转折点位置是轴向间距为0。3当交叉双腐蚀在轴向没有完全重合时,环向间距对交叉双腐蚀缺陷交互作用有重要影响。4随着交叉双腐蚀缺陷轴向间距的增加,管道失效压力变化趋势呈现明显的对数函数变化。5多组腐蚀缺陷管道失效压力可以参考交叉双腐蚀缺陷交互作用准则和管道失效压力计算方法。     

双腐蚀缺陷海底管道临界失效压力

为研究含双腐蚀缺陷管道的失效机理,采用非线性有限元分析方法,研究轴向间距、环向间距对含双腐蚀缺陷管道剩余强度的影响。结果表明:在腐蚀缺陷宽度和深度不变的条件下,双腐蚀缺陷轴向间距的变化对管道临界失效压力有较强影响;环向双腐蚀缺陷管道的临界失效压力与腐蚀缺陷的环向夹角没有显著关系。基于此建立了含双腐蚀缺陷管道临界失效压力与含单腐蚀缺陷管道临界失效压力之间的关系,并根据规范中含单腐蚀缺陷管道临界失效压力的计算公式,推导出含双腐蚀缺陷管道的临界失效压力,其可通过计算对应长度及2倍长度单腐蚀管道的失效应力乘以无量纲函数求得,简化了含双腐蚀缺陷管道的临界失效压力的计算方法,并通过算例验证了本文方法的正确性和通用性,并得出对工程有益的结论。     

含双腐蚀缺陷高钢级油气管道剩余强度研究

为了加强含双腐蚀缺陷高钢级管道的安全评价,基于塑性失效准则,利用Workbench有限元分析软件对缺陷处的等效应力和剩余强度进行了模拟,考察了缺陷长度、缺陷深度和缺陷间距等参数对剩余强度的影响,利用99%相互作用准则确定极限作用距离,形成双腐蚀缺陷剩余强度评价方法,并进行数据验证。结果表明,随着内压的增加,管道先后经历弹性阶段、屈服阶段和强化阶段;在缺陷深度较深时,轴向间距对缺陷轴向分布时的最大等效应力影响较大,不同环向间距下的最大等效应力几乎不发生变化。当相邻腐蚀轴向间距系数n小于2.5、相邻腐蚀环向间距系数c小于1.26时,需考虑缺陷间的相互作用和影响;修正后公式可用于计算含双点腐蚀缺陷的高等级钢剩余强度,结果较DNV-RP-F101规范更接近有限元分析结果,最大相对误差不超过1.74%。研究结果可为提高管道完整性管理水平提供理论依据和实际参考。     

含双点腐蚀腐蚀缺陷管道剩余强度和剩余寿命的分析

借助ANSYS软件,以管道内双点腐蚀为研究对象,通过建立椭圆形双点腐蚀缺陷和正方形双点腐蚀缺陷,研究双点腐蚀缺陷在不同的缺陷深度、缺陷间距下管道最大等效应力与剩余强度的变化规律,并对其剩余寿命进行预测。结果表明:远离缺陷部位,等效应力分布均匀,最大等效应力发生在缺陷边缘区域;两种双点腐蚀缺陷等效应力均随缺陷深度的增大而增大,随缺陷间距的增大先减小而后保持不变,出现临界值;椭圆形双点腐蚀缺陷危害性大。所得结论可为管道的检修与替换提供可靠的数据支撑。     

基于ANSYS Workbench有限元法的外腐蚀管道失效压力研究

为确定管道的服役状况、保证管道安全运行、延长管道总体使用寿命以及科学指导管道安全生产管理,需要对管道剩余强度进行准确评估。借助ANSYS Workbench软件,模拟了含有矩形、球形、圆柱形外腐蚀缺陷管道的等效应力,分析了缺陷尺寸对管道失效压力的影响规律。结果表明,不论管道外腐蚀缺陷形状如何,缺陷深度增加均会明显降低失效压力;矩形外腐蚀缺陷的轴向长度、圆柱形外腐蚀缺陷的长度均与失效压力大小呈负相关;矩形外腐蚀缺陷周向长度、球形外腐蚀缺陷半径均对失效压力影响不明显;圆柱形外腐蚀缺陷的半径与失效压力呈正相关。     

基于超声波检测的管道内缺陷剩余强度研究

利用超声波检测装置对管道内壁的标准缺陷进行检测,将检测结果与标准缺陷的尺寸数据进行对比分析。建立管道内缺陷的三维模型,采用有限元软件ANSYS对其失效压力和等效应力进行研究,分析不同尺寸的缺陷对管道失效压力的影响;同时利用ASME B31G评价准则对缺陷数据进行分析,获得腐蚀缺陷的失效压力和剩余强度。结果表明:超声波检测技术在管道内腐蚀缺陷检测具有可行性与可靠性;当缺陷深度为壁厚的65%以上时,随着缺陷长度的增加,非线性随机有限元预测结果与ASME B31G分析结果比较接近;当缺陷深度约为壁厚的35%时,随着缺陷长度的增加,两者结果相差较大。     

内腐蚀管道最小剩余壁厚有限元分析

针对内腐蚀管道缺陷处泄露失效问题,建立三维管道有限元模型预测管道的失效压力,并求解最小剩余壁厚,探究管道壁厚、管道内压、缺陷尺寸对最小剩余壁厚的影响。研究结果表明:缺陷深度和长度是主要影响失效压力的因素,宽度影响较小,可忽略宽度方向尺寸的变化;有限元计算的最小剩余壁厚结果与实验结果吻合较好,结果可以满足工程实际应用。     

B31.G腐蚀管道剩余强度评价比较分析

油气长输管道的腐蚀剩余强度评价一直是管道完整性管理的重要内容,国外在腐蚀管道的剩余强度评价方面已取得很大成就。详细说明了ASME B31.G管道腐蚀剩余强度评价方法及其各种改进方法,对其优缺点和保守性进行了分析,通过选取不同的腐蚀面积计算公式、膨胀系数计算公式,不同的流变应力进行计算,结果表明,膨胀系数M的选择对失效压力的影响很小;腐蚀面积计算方法的选择对失效压力的影响很大;不同的流动应力定义会得到不同的评价结果,相对于不同的膨胀系数M和不同的面积计算方法而言,不同的流动应力选择对评价结果的影响更大。     

体积型腐蚀缺陷对管道爆破压力影响的三维有限元分析

利用三维有限元方法,系统研究了不同表面参数、不同深度的体积型缺陷对管道爆破压力的影响。结果表明:在本文研究范围内,缺陷深度大于0.2倍壁厚时,每向内延伸0.1倍壁厚尺寸,爆破压力降低10%-30%,随着缺陷轴向尺寸的增加和纵横比的降低,管道剩余强度出现明显降低,表面参数对管道剩余强度的影响不容忽视。     

输油管道腐蚀缺陷评估与剩余寿命预测

选择局部高风险管段对某输油管道进行漏磁检测作业,统计管线腐蚀缺陷周向位置分布,结合腐蚀检测数据,建立了ASME-B31G腐蚀缺陷容限尺寸模型。由统计数据分析表明,腐蚀缺陷深度和缺陷长度分别满足指数分布、对数正态分布,采用拟合的方法得到径向腐蚀速率计算公式。结合容限尺寸模型对腐蚀缺陷部位的剩余强度进行了评价,采用概率的方法对局部管道进行了失效概率的预测计算。结果表明:该输油管道的腐蚀较为严重,在目前的工作压力下,管段上的中度缺陷有一定的安全余量,对管道的安全操作不构成威胁;但在设计压力下,一些中度缺陷的剩余强度不能满足要求,需要进一步评估。