含缺陷焊接管道高级评定方法的研究及应用

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1、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(Stmctu】mInt

2、egrityAssessmentProcedure)，应用有限元的方法，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间海底石油传输管线X56海底管线钢进行安全评估。在此过程中，首先熟悉和了解SINTAP标准，确定应用于本评定的方法。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X56管线进行力学和断裂韧度试验，获得相应的焊缝和母材的力学性能和断裂韧度。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J积分值，建立J-CDF评定图。在此基础上，依据SINTAP标准的规定，应用评定图对

3、表面裂纹尺寸固定的海底油气管道进行安全评估。最后，应用VB编程软件，对本评定方法进行编程，形成易于工程实际使用的程序，实现此评定方法的现实应用。关键词：管线钢，安全评定，SINTAP，有限元，J积分ABSTRACTAsakindofengineeringstructure，thesubmarinelinehasabroadandimportantapplications，suchasdeliveringpetroleum，naturalgasorthelike．Whiletheweldedjointofthepipeline，asak

4、indofweldeds仃ucture，incursweldingdefectsinevitably．Withthedevelopmentoftheengineeringapplicationinpractice，graduallypeopleasSeSStheinfluenceoftheweldingdefectsonthes打uctlⅡ．esbasedontheprincipleofthe“fitnessforuse”，withoutimposingtherequirementthatthestructureshouldnotco

5、ntainanyweldingdefectsasconventionallyemployed．Thisstepnotonlytakestheeconomiccostofthe咖c骶intoaccount，butalsoprovidesastabletheoreticalbasisandexperimentalverificationforthesafeperformanceofthestructure．。Accordingtotheprincipleofthe“fitnessforuse”andtheregulationoftheSI

6、NTAP(StructIlmlIntegrityAssessmentProcedure)，thispaperadoptsthef'miteelementmethodtOmakeanengineeringcriticalassessment(ECA)forthepetroleumsubmarinelineX56betweenLvshunandDalianwhichisdevelopedbytheCOOEC．Tofinishtheassessment，atfirst，wegettoknowtheregulationsandthetheor

7、iesoftheSINTAPanddeterminethesafeassessmefitmethod．Then，weobtainthetensilepropertyandfracturetoughnessoftheX56pipelineandtheweldbyperformingthetensiletestingand纳cturetoughnesstestingontheX56pipeline．Subsequently,wesimulatethemodelofX56pipelinewitllsurfacecrackbythefmite

8、elementsoRwareANSYSandcomputeJintegralofcracktip，andthen，makeaJ-CDFdrawingforsafeassessment．Bythisdrawingweass