含表面裂纹的x56管线钢的j积分计算和安全评定

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1、中文摘要海底管线作为一种工程结构，在实际中有着广泛而重要的应用，担负着输送诸如石油、天然气等介质的重要任务。同时，作为一种焊接结构，管线的焊接接头也不可避免的会存在各种可能的焊接缺陷。随着工程实际应用的发展，人们逐渐以“合于使用”的思想原则来对焊接缺陷可能给结构带来的影响进行合理的评价，而不再采用以往使用的“完美无缺”的经验方法来要求结构中不能存在任何的焊接缺陷。这不仅将结构的经济性纳入考虑的范围，而且为评定结构安全运行提供了坚实的理论基础和试验验证。本文以“合于使用”的思想为原则，依据欧共体提出的标准SINTAP(StructuralIntegrityAssess

2、mentProcedure)，对中国海洋石油总公司渤海石油公司(COOEC)所开发的旅顺至大连问海底石油传输管线X56海底管线钢进行安全评估。在此过程中，我们首先对SINTAP标准进行了解和掌握。为了获得进行安全评估所需的管道材料的性能数值，通过对焊缝金属和母材金属进行力学性能实验的方式获得对应的拉伸力学性能，并通过J积分试验测定J—R阻力曲线确定热影响区和焊缝金属分别具有的断裂韧度，根据相关的公式做出CDF评定图，应用有限元软件ANSYS模拟含表面裂纹的X56海底管线模型，并计算裂纹尖端的二维．，积分值。在完成上述任务的基础上，本文根据SINTAP标准的规定，通过

3、CDF图对表面裂纹尺寸固定下的海底油气管道进行S1NTAP的第五级安全评估，相对与初级评定，保守性降低，体现了“合于使用”的原则，为在铺设过程中进行的无损检测提供缺陷验收的一种方法。关键词：X56管线钢，断裂韧度，‘，积分，SINTAP，安全评估ABSTRACTAsakindofengineeringstructm'e，thesubmarinelinehastheabroadandimportantapplicatiOllS．whichalwaysiSusedtodelivertheoiIandthegas．Atthesametime，asakindofwelded

4、structure，theweldedjointofthepipelinealwayshastheinevitableweldingdefects．Wi也thedevelopmentoftheengineeringpractice．peoplegraduallyusetheprincipleofthe‘‘fitnessforuse”toassesstheinfluenceoftheweldingdefectsonthestructures，anddon’trequiredthatthestructureshouldnotcontainanyweldingdefeet

5、s．Thismovementnotonlytakeintoaccountoftheeconomiccostofthestructure，butalSOprovidethestabletheoreticalbasisandexperimentalverificationforthesafeperformanceofthestructure．ThispaperUSeStheprincipleofthe“fitnessforuse"andtheregulationoftheSINTAP(StructuralIntegrityAssessmentProcedure)toma

6、keanengineeringcriticalassessment(ECA、forthesubmarinelinewhichisdevelopedbytheCOOECandislocatedbetweellLvshunandDalian．Tofinishtheassessment．atfirst,weunderstandtheregulationsandthetheoriesoftheSD眦Then,weobtainthetensilepropertyoftheX56pipeandtheweldbyperformingthetensiletestingofthewe

7、ldmetalandnleX56pipeandobtainthefracturetoughnessoftheHAzandtheweldmetalbydeterminingthe乒皿cureofthem．Afterthat．wemakewithCDFdrawingbyinterrelatedformulaandsimulatethemodelofX56pipelinewithsurfacecrackbyfiniteelementsoftwareANSYS，then，wecomputeJintegralofcracktip．Afterthat，weperformth