【摘要】：壓力管道是具有一定危險(xiǎn)性的承壓構(gòu)件,管道內(nèi)的介質(zhì)往往具有高溫、高壓、易燃和易爆性質(zhì),一旦發(fā)生泄漏或爆炸,會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性事故發(fā)生,使人民生命財(cái)產(chǎn)遭受巨大損失,并直接影響社會(huì)安定。處于高溫高壓及腐蝕環(huán)境中的壓力管道常常會(huì)在服役期間產(chǎn)生裂紋,這些裂紋的擴(kuò)展有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故,對(duì)壓力管道的安全運(yùn)行造成威脅。在實(shí)際的石油、化工生產(chǎn)中,為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性,出現(xiàn)裂紋的壓力管道不可能立即更換。而斷裂力學(xué)及現(xiàn)代材料科學(xué)也已證實(shí):含有一定深度的裂紋的管道仍然具有一定的承壓能力。而對(duì)于含裂紋的壓力管道,為了保證其安全運(yùn)行,關(guān)鍵是要了解裂紋的擴(kuò)展情況,并計(jì)算出裂紋的斷裂力學(xué)參量,通過(guò)其與材料斷裂韌性的比較,判斷管道是否能安全運(yùn)行�；谶@種情況,本論文對(duì)含有縱向內(nèi)裂紋的壓力管道做了如下研究:運(yùn)用有限元分析方法,探討了壓力管道內(nèi)表面裂紋的長(zhǎng)度及深度對(duì)裂紋處表面周向應(yīng)變的影響,得到了含縱向內(nèi)裂紋壓力管道裂紋中心處外表面周向應(yīng)變隨裂紋長(zhǎng)度及深度的變化規(guī)律;利用光纖光柵傳感技術(shù),建立了壓力管道裂紋監(jiān)測(cè)裝置,運(yùn)用該裝置對(duì)含縱向內(nèi)裂紋壓力管道裂紋中心處外表面周向應(yīng)變進(jìn)行了測(cè)試與分析,測(cè)試結(jié)果與有限元分析結(jié)果有較好的一致性;建立了含裂紋管道安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)的壓力管道裂紋監(jiān)測(cè)裝置和電腦安全評(píng)定系統(tǒng)可以將測(cè)得的裂紋中心處外表面周向應(yīng)變轉(zhuǎn)化為裂紋的斷裂力學(xué)參量——應(yīng)力強(qiáng)度因子,并將計(jì)算值與材料的斷裂韌性進(jìn)行比較,實(shí)現(xiàn)含裂紋管道安全性的評(píng)定,從而保證含裂紋壓力管道的安全運(yùn)行。由于對(duì)含裂紋缺陷壓力管道的評(píng)定工作會(huì)運(yùn)用到多方面的知識(shí),包括材料科學(xué)、失效分析學(xué)、力學(xué)等,同時(shí)也會(huì)使用到非常復(fù)雜的數(shù)值分析方法,掌握這個(gè)方法對(duì)工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)非常困難。本文所研究的含裂紋管道安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)完善以后可以用于生產(chǎn)實(shí)際中,可使工程技術(shù)人員不需進(jìn)行很復(fù)雜的計(jì)算就能對(duì)含裂紋壓力管道的裂紋擴(kuò)展情況進(jìn)行監(jiān)控并對(duì)管道的安全運(yùn)行進(jìn)行控制。
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ055.81

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