含缺陷管道复合材料修复后承压能力研究.pdf

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1、含缺陷管道复合材料修复后承压能力研究王俊强。何仁洋(中国特种设备检测研究院,北京100029)摘要:压力管道在制造安装运行期间,不可避免形成各种类型的缺陷,如非扩展型表面裂纹、机械划伤、凹陷等。在无法停输的情况下,采用补强技术修复此类非扩展型缺陷是一种行之有效的方法。为了测试复合材料缠绕修复管道焊接处机械损伤缺陷的效果,进行了全尺寸爆破试验,利用试验和有限元模拟方法研究了修复后管道的承压能力,分析了影响修复效果的各种因素。研究结果得出:复合材料修复技术能非常有效地修复管道机械损伤缺陷,修复后管道可以基本恢复承压能力,修复效果与实际工程管道缺陷类型、缺陷尺寸、缺陷位置以及

2、现场修复条件等有紧密关系。关键词:压力管道;焊接缺陷;修复方法;全尺寸爆破试验;碳纤维复合材料中图分类号:TH49;TH142;TG441.7文献标志码:A文章编号:1001-4837(2015)09—0059—07doi:10.3969/j.issn.1001—4837.2015.09.009StudyonPressure-bearingCapacityofPipelinewiRepairedbyCompositeMaterialsWANGJun—qiang,HERen—yang(ChinaSpecialEquipmentInspectionandResearchIn

3、stitute,Beijing100029,China)Abstract:Varioustypesofdefectsareformedinevitablyinpressurepipelinesservice,suchasnon—exten—dingsurfacecracksduringtheweldingprocess,mechanicalscratches,dents,etc.,theuseofreinforcementtechniquetorepairthesenon—extendeddefectsisaneffectivemethodinthepipelineca

4、nnotshutdowncondition.Inordertotestthereinforcingeffectofmechanicaldamagedefectsrepairedbywindingcompos-ites,full-scalebursttestswerecarriedouttostudythepressure-bearingcapacityofrepairedpipelineincombinationwiththefiniteelementsimulationmethod,andthevariousfactorstoinfluencerepaireffect

5、wereanalyzed.Theresultsindicatedthatthecompositereinforcementmethodcaneffectivelyrepairpipe—linemechanicaldamagedefects,inwhichthebearingabilitycanberecoveredaftertherepair,therepaireffectiscloselyassociatedwiththeactualdefecttype,defectsize,defectlocationandrepairconditions.Keywords:pre

6、ssurepipeline;weldingdefects;repairmethods;full—scalebursttest;carbonfibercomposite基金项目:质检公益性行业科研专项(201010025)·59·含缺陷管道复合材料修复后承压能力研究范,如中石油发布的Q/SY1592-2013(油气管道0引言管体修复技术规范》_】和Q/SYGD0215.1—2011《管道缺陷碳纤维复合材料修复技术规范第压力管道在安装运行期间,不可避免产生各1部分:湿缠绕法》¨。种类型缺陷,如焊接质量差导致的气孔、未焊透、上述标准已提出复合材料可修复的管道缺陷未熔合、错边等

7、缺陷⋯,服役期间的腐蚀缺陷,第类型,以及修复厚度和长度的设计方法,然而,实三破坏引起的划伤、机械凹坑缺陷等。在检修期际工程应用中,复合材料修复是一个较为复杂的未到且无法停输的情况下,采用补强技术修复此工艺,许多难点仍然需要深入研究,如复合材料性类非扩展型缺陷是一种行之有效的方法],该能和修复稳定性、修复后管道承压能力评估等。方法既能保证管道安全运行,也不扰乱生产和维修计划。1复合材料修复管道爆破试验在不停输管道修复技术中,碳纤维等复合材料修复以其性能好、成本低等优点,其应用研究得1.1试验管道到了快速发展,如美国应力工程服务公司基于全目前

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