管道拉伸应变极限确定方法

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1、2011年管技术5设各201l第2期PipelineTechniqueandEquipmentNo．2管道拉伸应变极限确定方法王名洋，刘冰，张宏(1．中国石化销售有限公司华北分公司，天津300384；2．中国石油管道研究中心，河北廊坊065000；3．中国石油大学(北京)，北京102249)摘要：多数现行的管道设计方法都是以应力为基础的，但它不能完全有效解决管道设计的所有问题，特别是地面变形等位移载荷控制下的情形。从国内外管道设计标准和最新的研究进展出发，对处于极限状态的拉伸应变极限的标准进行了对比，并分析了管道拉应变极限的多种控制因素。同时，使

2、用裂纹驱动力的理论，初步分析了拉应变极限估算方法，提出了基于应变的确定拉应变极限的基本方法。针对国际上对管道在特定载荷作用下基于应变的设计趋势和国内西气东输及其二线工程的大规模建设，提出了进行相关研究的必要性与迫切性。关键词：管道；应变；设计准则；拉应变极限；CTOD中图分类号：TE832文献标识码：A文章编号：1004—9614(2011)02—0004—03TheMethodtoDetermineTensileStrainLimitofPipelineWANGMing-yang，LIUBing，ZHANGHong(1．SalesCompany

3、ofNoahChina，Sinopec，Tianjin300384，China；2．PetroChinaPipelineR&DCenter，Langfang065000，China；3．ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China)Abstract：Traditionalpipelinedesignanalysismethodsprovidedinvariouscodesareusuallybasedonlimitstresscriteria．However，theseme~odsmaybeinap

4、positetomodernsteel，especiallytodisplacement—controlledloads，suchasgrounddisplace—mentload．Thetensilestrainlimitbasedonlimitstraincriteriaiscomparedinthispaperbaseduponvariouscodesandrecom—mendations，andsomecontrolfactorsoftensilestrainlimitarealsoreviewedrespectively．Inaddit

5、ion，presentedinthispaperareabasispathtothetensilestrainlimitandaprimaryanalysisofthetensilestrainlimitbasedonthecrackdrivingforcemethod．Keywords：pipeline；stain；designcriteria；tensilestrainlimit；CTOD0引言载荷极限进行管道设计的。而基于应变的设计准则油气管道运输业呈现出长距离、大口径和高运行是建立在极限状态设计思想和位移控制载荷的作用压力的发展趋势，这就

6、要求管道相应设计准则或标准的基础上的。它对于位移控制载荷为主载荷的管段，不断适应新的情况。现行的国内外各类管道设计标在保证管道安全运营的前提下，允许管道的应变超过准大多数遵循传统的基于应力设计准则。基于应力屈服应变。此时的管道虽发生一定塑性变形，但仍能的设计方法为管道安全运营提供了一定的安全保障。满足生产要求，也就充分发挥了管道能力。在基于应但对于诸如地震、滑坡、海底管道敷设等位移控制载力设计的基础上，辅以基于应变的设计方法，利用了荷的管道设计，管道应力已超过屈服极限，基于应变这种变形能力，解决了特定载荷和极限状态条件下管的设计准则已不再适用，应

7、采用以应变为基础的设道设计的问题，能够使管材更充分地发挥作用。计]。在基于应变的设计中应考虑的3种基本失效1基于应变的管道设计准则研究概况形式为椭圆化、拉裂和屈曲，其对应的分别为椭圆化挪威船级社(DNV)1982年就提出将基于应变的(度)、拉伸应变、压应变3种应变极限J。着重对管设计准则与基于应力的设计准则结合起来。基于道拉应变极限进行分析，并提出了获得管道应变极限应变的设计准则研究从20世纪90年代初期开始较大范围的展开J。随后，挪威船级社在1996年出版了的基本方法。海底管线的极限状态设计准则J，提出了多种载荷条基于应力设计准则是以管道的最小

8、屈服应力为件下的极限状态分析方法。同年，加拿大标准协会收稿日期：2010—03—22收修改稿Et期：2010—10—12(CSA)公布了