油气管道剩余强度和剩余寿命的研究

摘要

管道运输是石油运输的重要方式，其安全问题一直以来受到石化行业的关注和重视。埋地管道长期埋置地下，会受到内在和外来诸多因素的破环，随着服役年限的增加，管道必然会被腐蚀，当腐蚀程度达到一定程度，就会导致管道破坏失效。因此对腐蚀管道进行剩余强度评价和剩余寿命预测对于制定管道的运行、管理、维修等决策具有十分重要的意义。
　　本文在吸收和借鉴国内外在腐蚀管道评估方面所取得研究成果的基础上，分别从腐蚀管道的剩余强度评价、剩余寿命预测以及油气管道完整性管理，进行了深入的研究。
　　（1）腐蚀管道剩余强度进行研究方面，重点运用了 ansys软件对弯曲管道进行建模，分析了不同缺陷尺寸的轴向缺陷和环向缺陷的等效应力分布情况，从而揭示了轴向腐蚀长度、环向腐蚀长度和腐蚀深度这三个缺陷尺寸对管道剩余强度影响的规律，并将有限元结果与基于断裂力学方法、弹性极限法计算剩余强度的结果进行比较得出：有限元分析结果比这两种理论计算结果更接近于实验结果。
　　（2）腐蚀管道剩余寿命研究方面，主要是从最大腐蚀深度和腐蚀速率两个方面。首先结合腐蚀强度评价原则理论，运用了计算机编程和基于剩余强度理论的尺寸校核方法获得了极限腐蚀缺陷尺寸。其次，由于历史检测资料的不足，本论文主要运用了灰色理论对管道的未来平均腐蚀速率进行了研究。最后结合实例，进行了计算，并与其它剩余寿命预测推荐方法进行了比较，结果表明论文所用方法有一定的实用性。
　　（3）由于管道剩余强度评价和剩余寿命预测只是管道完整性管理中非常重要的内容，本论文还对管道完整性管理进行简单概述，并以某一管线为实例，按照国内管道完整性管理流程对此重要管线制定了简单的管道完整性管理计划。

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第1章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要内容

第2章 油气管道的安全评价研究概述

2.1 管道腐蚀机理分析和分类

2.2 管道安全评价模式综述

2.3 本章小结

第3章 腐蚀管道剩余强度研究

3.1 剩余强度评价概述

3.2 腐蚀管道剩余强度评估的理论计算

3.3 腐蚀管道剩余强度的有限元分析

3.4 理论计算和有限元方法的对比分析

3.5本章小结

第4章 腐蚀管道剩余寿命预测

4.1油气管道剩余寿命预测基础研究

4.2 腐蚀管道的最大允许腐蚀深度模型

4.3 管道腐蚀速率模型

4.4 实例计算

4.5 本章小结

第5章 管道完整性管理

5.1 管道完整性管理概述

5.2 输油管道完整性管理案例分析

5.3 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录