腐蚀缺陷对油气管道剩余强度影响研究

摘要

石油和天然气是世界上重要的能源，被广泛的应用于各行各业，管道是输送石油和天然气最重要的载体，随着人们对能源日益增多的需求，油气管道已经覆盖了每个城市，由于管道周边环境和输送介质的复杂性，油气管道不可避免发生腐蚀。腐蚀缺陷严重影响油气管道的承载能力，为了避免事故发生，必须及时对腐蚀缺陷油气管道的剩余强度进行评价，探讨腐蚀缺陷几何参数对油气管道剩余强度和等效应力影响规律，并预测油气管道的剩余强度。
　　本文详细介绍了B31G准则、API579准则、SY/T6151-1995方法和有限元分析方法的计算过程，并把这几种方法计算值与真实腐蚀管道爆破实验结果相比较，发现有限元分析方法具有更高的精准性。
　　通过UG建模，利用ANSYS软件对管道模型静力求解，分析单个方形腐蚀缺陷的长度、宽度、深度、长度与深度的交互作用、单个圆形腐蚀缺陷直径、深度、直径和深度的交互作用对油气管道剩余强度的影响规律，发现缺陷深度的影响最大，长度次之，宽度和直径影响不明显，两个缺陷几何参数之间相互影响。
　　利用ANSYS软件分析单个方形腐蚀缺陷长度、宽度、深度、单个圆形腐蚀缺陷直径、深度对油气管道等效应力的影响规律，探究轴向两个腐蚀缺陷间的交互作用和环向两个缺陷交互作用，分析方形腐蚀缺陷长度、深度、圆形腐蚀缺陷直径、深度对管道极限交互作用距离的影响规律，发现每个缺陷几何参数对等效应力都有或大或小的作用，两个腐蚀缺陷之间的交互作用对等效应力有很大的影响。
　　通过Design Expert软件拟合出方形腐蚀缺陷长度、宽度、深度与油气管道剩余强度的数学模型，分析影响剩余强度因子的显著性以及影响规律，发现缺陷深度、深度和长度的交互作用具有最明显的显著性。

目录

第一章 绪论

1.1 油气管道发展简介

1.2 研究的背景及意义

1.3 油气管道评价的国内外发展现状

1.4 研究方法和内容

第二章 腐蚀缺陷油气管道剩余强度评价基础

2.1 油气管道腐蚀原因分析

2.2 油气管道腐蚀缺陷类型

2.3 现有的腐蚀缺陷油气管道评价方法

2.4 本章小结

第三章 腐蚀缺陷油气管道剩余强度模拟计算

3.1 ANSYS软件简介

3.2 ANSYS有限元分析求解过程

3.3方形腐蚀缺陷油气管道剩余强度的有限元分析

3.4圆形腐蚀缺陷对油气管道剩余强度的影响

3.5 本章小结

第四章 腐蚀缺陷油气管道等效应力有限元分析

4.1 单点腐蚀缺陷油气管道等效应力有限元分析

4.2 两点腐蚀缺陷油气管道等效应力有限元分析

4.3 本章小结

第五章 腐蚀缺陷油气管道剩余强度的预测

5.1 软件简介

5.2回归模型的建立

5.3 显著性分析与讨论

5.4 本章小结

第六章 结论

参考文献

附件A 不同长度和深度的方形腐蚀缺陷管道剩余强度

附件B不同直径和深度的圆形腐蚀缺陷管道剩余强度

附件C 不同腐蚀缺陷间距下管道等效应力分布云图

攻读硕士期间发表的论文

致谢

声明