有缺陷油氣管道可靠性研究.pdf

1、管道的應用伴隨著社會的進步在石油天然氣的輸送領域獲得更加不容忽視的地位，油氣領域自興起到現在有一部分地區(qū)所擁有的存儲量已經基本被開采完畢，因此一些地區(qū)看準了區(qū)域間的合作，有相當一部分的跨地區(qū)管線正在相繼的籌備及施工，這些也指引著管道領域未來前進的道路，管道輸送讓資源可以最大化的被利用，推進了經濟發(fā)展的全球化。油氣管道在運輸中是十分重要的工具。伴隨著經濟的日益發(fā)展，管線也在逐漸增多，因此對于管道管理的問題層出不窮，特別對于壓力大的天然氣輸

2、送線路，該線路如果破損開裂，期內的輸送介質體積將會在短時間內迅速膨脹，造成爆炸及大火，將會導致相當嚴重的后果。而引發(fā)事故發(fā)生最多的原因就是斷裂問題，因此本文主要研究有缺陷油氣管道疲勞特性問題，通過比較直觀容易測量的方法來對油氣管道疲勞裂紋附近的復雜力學問題進行簡化，進而達到對管道斷裂問題的分析。
　　本文首先列舉了幾起比較有代表的國內外油氣管道的斷裂事故，由此可見這些事故的發(fā)生給人民生活安全帶來的影響是不可忽視的，但油氣管道在制造

3、與安裝過程中不可避免會有裂紋的存在，而這些缺陷在管道服役期間要不斷受到各個方面的作用力，在此過程中裂紋會發(fā)生擴展，甚至是大規(guī)模的斷裂，由此在了解斷裂力學的理論基礎上對疲勞裂紋產生的機理以及擴展規(guī)律的進行分析，得出對于在混合型應力條件下對其傳播過程的研究是十分必要的。其次通過ANSYS軟件建立模型:a.建立含缺陷有限元油氣管道模型，通過有限元模擬的結果可以看出由于管道中含有裂紋，裂紋區(qū)域會產生較大的應力。b.建立含傾斜裂紋有限元模型，通過

4、有限元模型解析可以得出裂紋開口面位移分布，同時又可解析出傾斜裂紋的應力分布與裂紋面開口位移的關系，繼而就可以通過有限元解析來對K（應力強度因子）進行確定和分析。通過實驗，首先實驗要進行對裂紋的預制，本文實驗試樣采用現今應用較廣泛的X80材料。之后進行的是通過實驗數據來分析裂紋的傾斜角度是否會對實驗效果產生影響。進行實驗測量裂紋面Ⅰ型和Ⅱ型開口和滑移兩方向的位移量，繼而通過計算得出Ⅰ型應力和混合型應力的分布，最后將模擬所得Ⅰ型和Ⅱ型的KF