资源描述：
《含缺陷管道剩余强度评价方法探讨.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、·82·焊管·第31卷第2期·2008年3月●管道建设含缺陷管道剩余强度评价方法探讨刘颖,刘长林(西南石油大学,成都610500)摘要:在役管道的安全可靠运行是目前世界各国油气储运行业普遍关注的重大课题,而在役压力管道剩余强度评价是保障管道安全可靠运行的基础工作,其评价结论直接为管线的运行参数提供理论依据,同时指导管线的安全生产管理。阐述了在役管道剩余强度的评价方法,比较了各种评价方法的优缺点。通过对比得出,有限元法能对较为复杂的管道腐蚀缺陷进行数值模拟,是管道剩余强度分析的一种有效的评价方法。关
2、键词:在役管道;缺陷;剩余强度;评价方法中图分类号:TE973.6文献标志码:A文章编号:1001-3938(2008)02-0082-040前言随着油气管道建设的不断发展以及管道服役年限的增加,因腐蚀等作用管道会产生各种形式的失效,为避免对含缺陷管道盲目维修和更换带来的经济损失,保证管道安全运行,对含缺陷的在役管道进行剩余强度评估具有十分重要的意义。其意义有三点:一是可以避免腐蚀所导致爆裂等恶性事故发生;二是可以避免管道打压试验评价造成的停工停产;三是可以避免管道过早更换而造成巨额资金的浪费。因
3、此,美国、英国、加拿大等发达国家早在20世纪70年代初就开始了含缺陷管道剩余强度评价的研究工作。1压力管道剩余强度评价框图图1在役压力管道剩余强度评价框图在对管道进行评价之前必须对管道进行全面价方法。这些方法都是以数学表达式的形式来表检测,其目的在于发现管道存在的缺陷。通过对管示各种参数的,如失效时的爆破压力、实际压力道进行智能检测,根据检测结果、材料性能参数及等。本文介绍几种比较常用的评价方法。相应标准,即可对管道剩余强度进行评价。在役压2.1AGANG-18标准[1]力管道剩余强度评价思路框图
4、如图1所示。AGANG-18标准是由美国煤气协会(AGA)于20世纪60年代末70年代初颁布的,是最早用2评价方法于评价腐蚀管道剩余强度的规范。对于带有轴向表面缺陷的管道,其表达式为:从20世纪70年代起,世界各国就相继对含2σtŠ1-A/A0p=·-1,(1)缺陷管道的剩余强度进行研究并提出了一系列评D1-M(A/A0)第31卷第2期刘颖等:含缺陷管道剩余强度评价方法探讨·83·2.5(l/2)20.054(l/2)4用改进的B31G标准评估符合条件的腐蚀管M=1+-2,(2)Dt(Dt)道时,
5、可以得到比原标准更接近实际的结果,消除式中:p—失效时含缺陷管道的爆破压力,MPa;了原标准的一些不足之处。σŠ—管材流变应力,MPa;2.3SY/T6151—1995标准t—管道名义壁厚,mm;我国在1995年制定了SY/T6151—1995《钢D—管道名义外径,mm;质管道管体腐蚀损伤评价方法》评价标准。该评2A—缺陷在侧面上投影的面积,mm;价方法从断裂力学角度分析腐蚀对剩余强度的影2[4]A0—缺陷面积,mm,A0=lgt;响。主要计算步骤为:l—缺陷轴向长度,mm;(1)计算腐蚀坑的相对
6、深度A,其值等于腐蚀M—Folias鼓胀因子。坑的深度d与管道壁厚t的比值(A=d/t)。(2)式可进一步简化为(2)计算缺陷最大允许纵向长度L。2L=1.12BDt,(9)0.8lM=1+。(3)Dt式中:B—管道的腐蚀系数,按下列规定取值。缺陷面积A0可以简化(在大多数情况下短缺当10%17.5%时,(21/2力σŠ规定为1.1ReLReL为管材最小屈服强度)。d/lB=-1。(10)对于矩形缺陷,失效时的爆破压力1
7、.1d/l-0.152σtŠ1-d/l(3)计算管道腐蚀后的最大安全运行压力p。p=·-1,(4)D1-M(d/l)1-(2d/3t)p=1.1p0,(11)式中:d—缺陷深度,mm。1-(2d/3tM)2.2ASMEB31G标准式中:p0—管道腐蚀前的运行压力,MPa。2.4含平面型缺陷管道剩余强度评价方法ASMEB31G标准是由美国机械工程师学会(ASME)20世纪80年代颁布的,是美国用来评估经过近30年的发展,对存在平面型缺陷的在役管道的风险评价,已经从弹性断裂理论评定方腐蚀管道的规范。试
8、验及实际应用表明,B31G法(如美国ASME规范)、裂纹尖端张开位移标准可以用于评估带有轴向裂纹或腐蚀缺陷的管(CTOD)设计曲线法发展到先进的失效评定图道,但结果存在一定的保守性。针对原B31G标(FAD)技术评定方法。目前国际上普遍采用双准的保守性,在分析保守原因的基础上,美国天然[5]判据法,通过弹塑性断裂力学分析,采用失效气协会的Kiefner等在1989年对B31G标准做了三点修正[2-3]。评定图(FAD)技术进行安全评价。此法被认为(1)流变应力为最小屈服强度加68.
