發(fā)布時(shí)間：2017-04-03 00:01

  本文關(guān)鍵詞：腐蝕輸油管道的承載性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自油氣產(chǎn)業(yè)誕生以來(lái),管道安全事故一直威脅著管道運(yùn)輸業(yè)的持續(xù)發(fā)展,同時(shí)也給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了不可估量的損失。作為長(zhǎng)輸管道失效破壞的主要原因之一,腐蝕缺陷在一定的條件下極易引發(fā)安全事故。因此,腐蝕管道承載性能的準(zhǔn)確評(píng)估是保證長(zhǎng)輸管道安全運(yùn)行的前提。本文簡(jiǎn)要介紹了腐蝕管道剩余承載力的ANSI/ASME B31G評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和有限元分析方法,并通過(guò)分析兩種方法的適應(yīng)性證明了有限元方法比B31G準(zhǔn)則擁有更精確的評(píng)價(jià)結(jié)果。結(jié)合力學(xué)理論推導(dǎo)和有限元模擬分析研究了埋地輸油管道內(nèi)部流體主要作用力和外部土壤壓力的作用效果,證實(shí)靜壓是埋地輸油管道承受的最大作用力,且沿著管道流動(dòng)方向不同位置處的靜壓值不同,與靜壓相比管周土壓力對(duì)管道承載能力的影響整體上十分微小。借助有限元軟件ANSYS建立了腐蝕輸油管道的有限元分析模型,探討了管道模型長(zhǎng)度和材性、缺陷模型表面投影形狀和深度過(guò)渡形狀對(duì)應(yīng)力分布和剩余強(qiáng)度的影響。表明管道模型擁有一個(gè)最佳模型長(zhǎng)度,管道兩端固定約束處的應(yīng)力集中只會(huì)在最佳模型長(zhǎng)度范圍內(nèi)對(duì)中部缺陷區(qū)域受力產(chǎn)生影響;對(duì)X52、X60、X70三種鋼管而言,管道模型鋼號(hào)在一定彈性范圍內(nèi)壓下(13.5MPa左右)不影響受力。缺陷模型表面投影形狀決定應(yīng)力集中的分布位置和底面應(yīng)力的分布形狀,其中尖角比圓弧、小曲率圓弧比大曲率圓弧更易降低腐蝕管道的剩余強(qiáng)度;深度過(guò)渡形狀影響彈性階段的應(yīng)力分布,深度上沿圓弧過(guò)渡能減小應(yīng)力集中對(duì)剩余強(qiáng)度的影響。最后通過(guò)對(duì)比缺陷管道壓力爆破試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了有限元分析模型的正確性。
【關(guān)鍵詞】：腐蝕管道 承載性能 有限元分析 缺陷模型
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE988.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 選題背景和研究意義8-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 2 埋地輸油管道腐蝕缺陷概述18-28
• 2.1 埋地輸油管道腐蝕特點(diǎn)18-20
• 2.1.1 埋地輸油管道腐蝕誘因18-19
• 2.1.2 埋地輸油管道腐蝕分類19-20
• 2.2 ANSI/ASME B31G準(zhǔn) 則和有限元分析方法的對(duì)比20-27
• 2.2.1 B31G準(zhǔn) 則和改進(jìn)的B31G準(zhǔn) 則20-23
• 2.2.2 有限元分析方法23-25
• 2.2.3 B31G法 和有限元法的對(duì)比25-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 3 埋地輸油管道受力分析28-45
• 3.1 管道內(nèi)部流體作用力分析28-36
• 3.1.1 管道內(nèi)部流體作用力公式推導(dǎo)28-31
• 3.1.2 實(shí)例計(jì)算31-33
• 3.1.3 數(shù)值分析33-36
• 3.2 管道外部管土作用力分析36-44
• 3.2.1 管周土壓力計(jì)算37-41
• 3.2.2 管周土壓力對(duì)管道承載力的影響41-43
• 3.2.3 管周土壓力對(duì)管道變形的影響43-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 4 腐蝕輸油管道的有限元分析45-64
• 4.1 腐蝕輸油管道的有限元模型建立45-52
• 4.1.1 鋼管模型45-47
• 4.1.2 土體模型47-49
• 4.1.3 腐蝕缺陷模型49-51
• 4.1.4 網(wǎng)格劃分和載荷施加51-52
• 4.1.5 失效準(zhǔn)則52
• 4.2 管道模型對(duì)有限元分析結(jié)果的影響52-56
• 4.2.1 管道長(zhǎng)度的影響52-54
• 4.2.2 管道材性的影響54-56
• 4.3 缺陷模型幾何形狀探討和有限元模型驗(yàn)證56-62
• 4.3.1 缺陷模型表面投影形狀56-59
• 4.3.2 缺陷模型深度過(guò)渡形狀59-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 5 結(jié)論及展望64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果71

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本文編號(hào)：283348