腐蚀管道的剩余强度评定及ANSYS二次开发

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1、腐蚀管道的剩余强度评定及ANSYS二次开发王宪，廖俊必(四川大学制造科学与工程学院，四川成都610065)摘要：针对腐蚀管道对工作承压能力的影响，利用ANSYS软件建模仿真，通过与真实材料拉伸试验的数据对比，验证了有限元方法有较高的可靠性。进一步研究了内腐蚀缺陷尺寸对管道剩余强度的影响，并重点研究了相邻腐蚀缺陷相互作用和群腐蚀管道的评价方法。研究结果表明，管道的剩余强度会随着缺陷尺寸的增大而减小，相邻腐蚀缺陷在轴向和环向距离一定范围内会随着间距增大而相互影响减小。利用相邻腐蚀缺陷相互作用准则建立了等效简化群腐蚀的方法。

2、为了解决ANSYS评定管道剩余强度操作的复杂性，开发了针对单个腐蚀和复杂腐蚀的评估软件。关键词：腐蚀管道；剩余强度；有限元；二次开发中图分类号：TH140．1；0241．82文献标识码：A文章编号：1001-4837(2012)叭-0027—05doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2012．01．006AssessmentofResidualStrengthforCorrodedPipelineandCustomizedDevelopmentofANSYSWANGXian．LIAOJun—bi(S

3、choolofManufacturingScienceandEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract：Residualstrengthofthepipelineisaffectedbycorrosion．Comparedwiththetensiletestofrealmaterial，theANSYSfiniteelementmethodwasvalidated．BasedonANSYS，theeffectofinnercorosiondefe

4、ctsizewasanalyzed．Consideringgroupsofcorosiondefects，theadjacentcorosiondefectsinteract．BasedonthedataofANSYSsimulation，residualstrengthofthepipelinewilldecreaseasthedefectsizeincrease．Consideringtheaxialandcircumferentialdistanceofadjacentcorrosiondefectswithin

5、acertainrange．theinteractionofaajacentcorosiondefectswilldecreaseasthedistanceincrease．Basedonthein—teractionofadjacentcorosiondefects，theassessmentofgroupsofcorosiondefectswasstudied．Inordertomaketheassessmenteasy，thecustomizedsoftwareofANSYSwasdevelopedforsing

6、lecorosionandcomplexcorosion．Keywords：corrodedpipeline；residualstrength；finiteelement；customizeddevelopment了巨大损失。管道腐蚀引起的安全技术问题逐渐0引言成为重大研究课题⋯。现阶段国内外对腐蚀管道的安全评定大体分我国大多数油气输送管道已运行了二三十为三大类：年，进入了事故多发期，管道事故给国民经济带来(1)基于大量试验和力学理论的半经验公27腐蚀管道的剩余强度评定及ANSYS二次开发式；展开的全尺寸试验研究数据进

7、行对比。(2)基于可靠性理论的概率评价方法；试验中管道选择了API一5L—X60钢，管道(3)有限元数值分析计算方法。直径542mm，屈服强度和抗拉极限通过拉伸测试以美国工程师协会提出的ANSI／AMSE得到，分别为452和542MPa。试验中，逐步施加B31G_2为代表的第一类应用较广，但该类方法往内压载荷，直至管道发生破坏。试验数据见表1。往结果偏保守，不利于资源的节省；第二类方法评表1腐蚀管道试验参数及结果价保守性较好，但是需要大量的原始数据，不便于收集_3；而第三类方法克服了前两者的缺点，结工况腐蚀长度管道厚度

8、腐蚀深度极限内压／mm／mm／mm／MPa果真实度高，但对于评价人员来说，复杂腐蚀缺陷难以评定、操作复杂、评定周期较长。12569．802．7214．4023069．662．9O14．07文中利用ANSYS有限元分析软件，分析了相32509．712．7813．58邻体积型腐蚀缺陷相互干涉作用，并建立了复杂43959．712．801