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.     

腐蚀管道剩余强度评价的基本方法

管道在长期的运行中不可避免会出现腐蚀，腐蚀缺陷的破裂是管道的主要失效形式。根据腐蚀管道的缺陷形貌将腐蚀分为均匀腐蚀、局部腐蚀和点蚀。采用双剪应力准则分析了腐蚀缺陷管道剩余强度的塑性极限承载能力，所建立的模型考虑了管道现场条件和室内爆破实验条件的差异，并提出了均匀腐蚀、局部腐蚀和点蚀管道剩余强度的分级评价方法和步骤，评价的精确性、评价所需数据资料的多少、评价人员的技能和完成评价分析的复杂性随级度的提高而增加。根据加拿大NOVA公司的爆破实验结果，可以验证该方法比美国ASME B31G和API579所推荐的方法更为接近于工程实际。     

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。     

基于有限元法的含腐蚀缺陷陷钻杆剩余抗拉强度分析

基于有限元法研究含腐蚀缺陷钻杆的剩余抗拉强度问题 &分别讨论轴向腐蚀长度 ''环向腐蚀长 度 ''腐蚀深度 ''腐蚀半径等因素对钻杆剩余抗拉强度的影响 ( 研究结果表明)对于均匀腐蚀缺陷钻 杆 &其剩余抗拉强度受腐蚀深度的影响最大 &受环向腐蚀长度的影响次之 &受轴向腐蚀长度的影响最 小 *对于点腐蚀缺陷钻杆 &其剩余抗拉强度受腐蚀深度的影响最大 &且随着腐蚀半径的增大而增大 ( 与该有限元法相比 &依据现行石油行业标准计算所得的钻杆剩余抗拉强度较大 &按此强度设计的钻 杆存在一定安全风险 & 因此 &设计中应充分考虑不同腐蚀形态的影响.     

含腐蚀缺陷燃气管道极限载荷的有限元分析

利用有限元弹塑性分析方法,对含腐蚀缺陷的燃气管道进行了非线性分析,研究了腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对燃气管道极限载荷的影响.并和含腐蚀缺陷管道的全尺寸爆破试验结果以及ASME B31G计算的结果进行对比,证明有限元方法在分析腐蚀缺陷管道的可行性.     

外压作用下深海腐蚀缺陷管道的屈曲失稳机理

为了研究外压作用下深海腐蚀缺陷管道的屈曲失稳机理,通过深海压力舱小比例模型试验,测得钢管试件发生屈曲失稳时的压力和变形形态. 利用有限元软件ABAQUS建立管道的三维数值模型,模拟外压作用下完好无损管道和腐蚀缺陷管道的准静态屈曲失稳过程,得到钢管的压力-直径变化曲线和变形形态,与试验结果吻合良好. 采用建立的数值模拟方法,分析管道长度、径厚比、初始椭圆率、钢材等级、钢材应变硬化特性和缺陷几何尺寸等因素对腐蚀缺陷管道屈曲失稳的影响. 结果表明,初始椭圆率、缺陷几何尺寸、钢材应变硬化特性是深海腐蚀缺陷管道标准化后失稳压力的主要影响因素,管道长度、径厚比、钢材等级对标准化后失稳压力的影响相对较小.     

含腐蚀缺陷燃气管道极限载荷的有限元分析

利用有限元弹塑性分析方法,对含腐蚀缺陷的燃气管道进行了非线性分析,研究了腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对燃气管道极限载荷的影响．并和含腐蚀缺陷管道的全尺寸爆破试验结果以及ASMEB31G计算的结果进行对比,证明有限元方法在分析腐蚀缺陷管道的可行性．     

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。     

核电二回路腐蚀管道的抗震时变可靠度

流动加速腐蚀(FAC)是造成核电厂二回路碳钢管道失效的主要原因之一。根据腐蚀管道剩余强度评价方法和核电厂承压管道抗震设计规范RCC-M,提出了基于应力的失效极限状态方程对二回路腐蚀缺陷管道抗震可靠度进行计算。通过不同腐蚀管道剩余强度评价方法,采用一次二阶矩(JC)法分析了二回路腐蚀管道的时变抗震可靠性指标,得到了流动加速腐蚀管道抗震可靠性随运行年限的演化规律,对核电二回路管道的评估和修复提供参考。     

利用模糊综合评判评价注水管道腐蚀程度

注水管道腐蚀机理研究，需要进行注水管道的腐蚀程度评价。对腐蚀地面注水管道的腐蚀程度定量评价，能全面了解注水管道腐蚀情况基础，同时也是对注水管道剩余强度评价、剩余寿命预测以及可靠性分析的关键，为水质处理流程、缓蚀剂、杀菌剂和防垢剂等筛选提供了科学依据。提出了利用模糊综合评判方法对注水管道进行腐蚀程度评价的具体方法，通过应用示例验证了该评价方法的实用性。     

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.     

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。     

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。     

含点蚀缺陷金属压力管道剩余强度的无缝表征模型

针对API-579标准中只能离散的评估给定的8种标准模态下含点蚀缺陷金属压力管道的剩余强度及其安全性的问题,文中提出了点蚀面积占有比的概念,分别建立了它与剩余强度因子和剩余壁厚比之间的对应关系,基于此,提出了剩余强度的无缝表征模型。该模型不仅可以表征API-579标准中给定的8种标准模态下含点蚀缺陷的管道的剩余强度,还可以表征任意给定的介于这8种点蚀标准模态下管道的剩余强度以及评价其安全性。该模型为有效预测含点蚀缺陷管道动态剩余寿命提供了可能。     

基于ASME B31G/ABAQUS的输水管道材料优化选择

材料优化选择提高了管道的使用安全性.本文结合ASME B31G标准,通过对不同材料类型的埋地输水管道进行对比,并使用ABAQUS有限元软件建立管道可靠性模型.根据单位使用实际情况,在相同管径和水压条件下,设计常见点腐蚀缺陷进行分析,确定了输水管道的最优选择材料,为材料优化选择、管道结构可靠性分析和合理确定腐蚀检测周期提供理论数据支持.     

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。     

输油管管壁轴向缺陷应力分析

长输油气管线由于腐蚀所引起的管壁缺陷，是油气管线正常运行的一大隐患。针对管壁上的轴向缺陷，用有限元法对其进行分析计算，给出了管壁轴向缺陷处的应力分布规律，并研究了缺陷长度、宽度和剩余壁厚对应力的影响。同时拟合了缺陷处应力的计算公式，为工程技术人员的设计计算，以及现场管道安全运营动态管理提供了依据。     

内壁腐蚀混凝土管道爆破动力失效机制

为了确保爆破振动荷载影响下临近服役多年埋地混凝土管道的安全,开展内部腐蚀混凝土管道爆破动力失效机制的研究. 基于Thistlethwayte混凝土腐蚀理论,建立运营期混凝土管道内壁腐蚀缺陷预测理论模型. 结合全尺寸承插式混凝土管道爆破模型试验及振动分析,验证承插式混凝土管道爆破动力响应的数值建模方法及参数选择. 通过腐蚀缺陷预测,开展不同腐蚀缺陷形态下的承插式混凝土管道爆破动力响应数值试验,分析爆破振动荷载作用下的腐蚀管道动力性能演化规律. 结合极限强度准则,确立腐蚀管道主控动力失效准则,提出爆破振动影响下运营期内壁腐蚀承插式混凝土管道的安全控制标准.     

表面自然腐蚀后带缺陷管钢的力学性能研究

针对腐蚀对管道钢的力学性能的影响问题，对不同腐蚀程度的管道钢进行拉伸试验，研究不同腐蚀程度的管道钢其力学性能与腐蚀损失度之间的关系。并基于试验结果建立数值分析模型，分析腐蚀坑处应力状态。轴向拉力作用下，带腐蚀缺陷管道钢的断裂位置发生在深宽比最大的腐蚀坑处；表面腐蚀缺陷管钢的屈服强度、弹性模量与腐蚀损失度相关度较低，而屈服荷载和等效弹性模量随着腐蚀程度的增加而明显降低；腐蚀坑的最大深宽比是影响管钢腐蚀坑处的应力集中系数的主要因素。研究结果可为在役管线力学性能进行评估预测，对预防管道泄漏及生命周期提供分析依据。