本文關(guān)鍵詞：河流淺埋區(qū)含腐蝕缺陷管道臨界懸空長度研究

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【摘要】：我國在役期限超40年的油氣管道里程達6000余千米,埋地油氣管道長期受周邊復雜地質(zhì)環(huán)境影響,極易引發(fā)腐蝕缺陷,造成管壁減薄,降低管道承載力,特別是河流淺埋區(qū)管道受水流沖刷,造成管道懸空,更加劇了管道失效的風險。因此,開展含腐蝕缺陷懸空管道的研究十分必要。采用ABAQUS軟件,將腐蝕缺陷簡化為局部減薄缺陷模型,建立管-土作用力學模型,以應(yīng)力失效為判據(jù),通過改變腐蝕缺陷的軸向長度、環(huán)向?qū)挾取p薄深度,深入研究了缺陷位于跨中和管端支座處時,管道受力和臨界懸空長度隨缺陷幾何尺寸變化的規(guī)律；在此基礎(chǔ)上,分析了缺陷位于跨中和管端支座處時,受內(nèi)壓變化懸空管道的受力影響；考慮水流對管道的阻力作用,忽略上升力影響,討論了水流荷載作用下管道受力和臨界懸空長度的變化規(guī)律。得到如下主要結(jié)論：(1)缺陷位于管端支座處時,減薄深度變化對懸空管道受力和臨界懸空長度影響最大,其次為環(huán)向?qū)挾扔绊?軸向長度在0-1.5區(qū)間對管道受力影響顯著,其后隨軸長的增加,對管道的受力影響較小；缺陷位于跨中處時,軸向長度的改變對管道受力影響較小,環(huán)向?qū)挾瘸叽巛^小時對管道受力影響不明顯,減薄深度達到0.5時對懸空管道受力有顯著影響。(2)不論缺陷位于何處,內(nèi)壓的降低均會使管道最大應(yīng)力減小,管道發(fā)生腐蝕缺陷時,降低管道壓力,可降低管道的失效風險。(3)減薄缺陷位于跨中處,受水流荷載作用,更易引起管道在較小懸空長度下發(fā)生失效,當流速超過3m/s,會加速管道失效的風險。
【關(guān)鍵詞】：腐蝕缺陷 局部減薄 懸空管道 臨界懸空長度 水流作用
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE988.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-16
• 1.1 引言7-8
• 1.2 研究目的及意義8-9
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.3.1 含腐蝕缺陷壓力管道國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3.2 懸空管道國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 含腐蝕缺陷懸空管道理論分析16-28
• 2.1 腐蝕缺陷局部減薄模型16-17
• 2.2 管材本構(gòu)模型及力學特性17-18
• 2.3 管-土作用力學模型18-24
• 2.3.1 固支變形梁模型18-19
• 2.3.2 彈性地基梁模型19-20
• 2.3.3 彈塑性地基梁模型20-24
• 2.4 失效判據(jù)24-27
• 2.4.1 應(yīng)力失效準則24-26
• 2.4.2 應(yīng)變失效準則26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 含腐蝕缺陷管道臨界懸空長度研究28-77
• 3.1 減薄缺陷位于管端支座處臨界懸空長度研究28-50
• 3.1.1 有限元建模28-29
• 3.1.2 減薄軸長對管道臨界懸空長度的影響29-36
• 3.1.3 環(huán)向?qū)挾葘艿琅R界懸空長度的影響36-43
• 3.1.4 減薄深度對管道臨界懸空長度的影響43-50
• 3.2 減薄缺陷位于跨中處臨界懸空長度研究50-72
• 3.2.1 有限元建模50-51
• 3.2.2 減薄軸長對管道臨界懸空長度的影響51-58
• 3.2.3 環(huán)向?qū)挾葘艿琅R界懸空長度的影響58-65
• 3.2.4 減薄深度對管道臨界懸空長度的影響65-72
• 3.3 不同內(nèi)壓下管道受力研究72-76
• 3.3.1 缺陷位于管端處內(nèi)壓變化的受力分析72-74
• 3.3.2 缺陷位于跨中處內(nèi)壓變化的受力分析74-76
• 3.4 本章小結(jié)76-77
• 第4章 水流作用下含腐蝕缺陷管道臨界懸空長度研究77-90
• 4.1 水流對管體作用數(shù)值仿真77-78
• 4.2 水流作用對含腐蝕缺陷懸空管道受力分析78-88
• 4.2.1 減薄缺陷位于管端處受力研究78-82
• 4.2.2 減薄缺陷位于跨中處受力研究82-86
• 4.2.3 不同流速下管道臨界懸空長度研究86-88
• 4.3 本章小結(jié)88-90
• 第5章 結(jié)論與展望90-92
• 5.1 本文結(jié)論90-91
• 5.2 研究不足與展望91-92
• 致謝92-93
• 參考文獻93-96
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研項目96

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