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