外腐蚀管道剩余强度及剩余寿命的有限元分析

埋地油气管道经常受到外部腐蚀,外壁会出现不同形状的腐蚀缺陷,因此就会产生应力集中降低管道的承压能力,必须对其剩余强度和剩余寿命进行评估。应用ANSYS软件对含外腐蚀缺陷的管道进行分析计算,给出不同缺陷尺寸的管道在5MPa内压作用下的Mises应力,并预测管道在未来某一时间的运行可靠性。计算结果表明,有限元法对于分析管道的剩余强度是可靠的,可为外腐蚀管道的安全评价提供较为准确的相关数据。     

腐蚀管道剩余强度的评价方法及剩余寿命预测

介绍了ASME B31G-2009、BS 7910-2005、PCORRC和API 579-1/AMSE FFS-1-2007四种标准中计算腐蚀管道剩余强度的经验公式,分析对比了四种管道剩余强度评价准则对预测结果的影响;并采用AMSE B31G-2009标准公式、有限元模拟和可靠性分析三种手段分别对某缺陷集输管道进行了剩余寿命预测。结果表明:对于不同钢级管道,API 579-1/AMSE FFS-1-2007标准方法预测的剩余强度最为保守,其次为ASME B31G-2009标准方法预测的,BS 7910-2005标准和PCORRC标准方法得到了相似的曲线,BS7910-2005标准的计算结果要稍大一些;为提高预测精度,需采用非线性有限元和可靠性分析法进一步预测剩余寿命;采用经验公式、有限元法和可靠性分析得到的剩余寿命结果较为接近,分别为10.8,12,13.6a。     

腐蚀管道的剩余强度评定及ANSYS二次开发

针对腐蚀管道对工作承压能力的影响,利用ANSYS软件建模仿真,通过与真实材料拉伸试验的数据对比,验证了有限元方法有较高的可靠性。进一步研究了内腐蚀缺陷尺寸对管道剩余强度的影响,并重点研究了相邻腐蚀缺陷相互作用和群腐蚀管道的评价方法。研究结果表明,管道的剩余强度会随着缺陷尺寸的增大而减小,相邻腐蚀缺陷在轴向和环向距离一定范围内会随着间距增大而相互影响减小。利用相邻腐蚀缺陷相互作用准则建立了等效简化群腐蚀的方法。为了解决ANSYS评定管道剩余强度操作的复杂性,开发了针对单个腐蚀和复杂腐蚀的评估软件。     

双腐蚀缺陷油气管道剩余强度分析

以X60双腐蚀缺陷油气管道为研究对象,借助ANSYS软件,分析双腐蚀缺陷半径和缺陷深度对其等效应力和剩余强度的影响。结果表明:随着轴向位置的增加,双腐蚀缺陷管道等效应力在屈服极限与抗拉极限之间变化;随着缺陷半径的增大,剩余强度呈增加的趋势,安全性增强;随着缺陷深度的增大,剩余强度呈减小的趋势,安全性降低。所得结论对于油气管道的腐蚀安全评价有一定的参考意义。     

利用改进的神经网络预测腐蚀管道的剩余强度

将BP神经网络和遗传算法相结合，得到一种新的神经网络，并将这种神经网络成功用于计算腐蚀管道的剩余强度和最大允许输送压力。通过示例分析，得到下面结论：不同计算方法计算得到的剩余强度和最大允许输送压力相差较大．Wes—2805—97规范、ASME—B31G规范、CVDA—84规范等都比J积分方法计算得到的剩余强度和最大允许输送压力偏大；DM断裂力学方法计算得到的剩余强度和最大允许输送压力比J积分偏小；J积分方法和基于J积分方法的改进的遗传神经网络方法计算结果比较接近，可以认为是计算剩余强度和最大允许输送压力较好的方法。     

点腐蚀损伤管道剩余强度的评价方法

采用模拟多孔材料拉伸试验,建立了含孔洞型损伤管线钢的宏观力学性能退化规律模型。结果表明：管线钢的弹性模量和屈服强度随孔隙率的增大而显著降低,对于X70管线钢,当孔隙率达到50％时,材料表观弹性模量和屈服强度降为零。基于损伤理论,将用于评价体积型缺陷的API RP579公式进行了改进,建立了点腐蚀损伤管道的剩余强度评价公式。算例分析结果表明：将点腐蚀缺陷简化为局部腐蚀缺陷,其保守程度随点腐蚀深度增加而增大,当最大点腐蚀深度小于t／10时,这种简化处理在工程上可以接受。     

影响含腐蚀缺陷管道剩余强度的参数分析

对比ASME B31G,API 579,DNV RP-F101,PCORRC等评价方法中的鼓胀因子、流变应力、腐蚀面积、缺陷长度等参数对管道剩余强度的影响。分析表明:管材的级别越高,不同标准之间的流变应力的定义的差异越小;NG-18公式仅适用于短缺陷;与实际爆破试验数据相比,ASMEB31G标准相对误差较大,DNV RP-F101和PCORRC标准评价结果相对误差较小。     

海底油气管道剩余强度参数化建模方法研究

为了有效解决海底受损油气管道的安全性评估问题,先利用有限元方法分析管道剩余强度随缺陷长度、宽度、深度等几何量信息的变化规律,在此基础上构建了用于定量化描述管道剩余强度的参数化模型,并利用改进遗传算法的全局最优搜索能力求解模型未知系数,给出管道剩余强度与缺陷几何量之间的定量关系。经过实验验证,表明该模型比现有的管道评估标准具有更好的可靠性,可有效地用于海底油气受损管道的剩余强度分析,为管道的安全性评估提供理论依据。     

基于爆破试验数据对腐蚀管道剩余强度评定方法的验证

为验证腐蚀管道的剩余强度评价方法,收集了63组腐蚀缺陷管道全尺寸爆破试验结果。基于这些全尺寸爆破试验数据,分别使用ASME B31G、DNV RP-F101及PCORRC等评定方法计算管道失效压力,并用图表定量地示出各种方法的计算误差。结果表明,ASME B31G有很强的保守性,但这种方法在预测中高强度等级管道的剩余强度时也会出现不安全的评价结论。DNV RP-F101及PCORRC两种方法的差别不大,其保守性也较小,比较适用于中高强度等级的管道的剩余强度评价。但这两种方法在应用于中、低强度等级的管道时,都会产生不安全的评价结果。PCORRC的评价结果略好于DNV-RP-F101方法。应发展中高强度等级管道的缺陷安全评定方法。     

海底管道内腐蚀防护措施探讨

阐述了海底管道内腐蚀的原因,结合工程实际,就非金属复合管的海底管道内腐蚀防护措施进行了探讨,具有一定的参考价值.     

多级载荷作用下剩余强度模型的结构元件疲劳可靠性分析

对于多级载荷作用下的结构元件,利用剩余强度模型分析其疲劳可靠性问题。首先运用等强度退化量原理推导出多级载荷下的剩余强度模型公式,并从此公式出发利用矩法得到剩余强度随载荷循环数下的均值和方差,其中考虑了等效作用次数的随机性。最后利用得到的剩余强度的数字特征,基于其满足正态分布的假设,根据一次二阶矩法计算出结构元件的疲劳可靠度。通过算例考察了本文方法的可行性和有效性。     

基于概率统计埋地钢质管道剩余寿命的评估研究

对埋地管道压力管道进行了腐蚀剩余寿命的评估。通过随机检测管道表面的腐蚀凹坑深度,并采用概率统计的方法得到了管道最大腐蚀深度,然后参照ASME标准进行了管道的腐蚀剩余寿命评估,并得出结论。     

腐蚀管道修正B31G评定方法研究

对于腐蚀缺陷 ,应用最为广泛的评定方法就是美国ASMEB31G规范 ,在B31G中 ,它将缺陷简化成矩形或抛物线 ,但实际的腐蚀剖面曲线十分不规则 ,并且具有近似的自相似嵌套结构 ,具有分形的特征。本文运用分形理论来表征腐蚀缺陷的剖面曲线 ,进而求得分形曲线所形成的面积 ,并用此面积修正了B31G公式。实际算例表明 ,本文的方法是可行的