FRP加固X80钢输油气管道抗外压屈曲性能研究

摘要

为研究X80钢输油气管道在外压作用下裸管与纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)加固管道的抗外压屈曲力学性能,首先,根据测定的X80管道参数,建立裸管有限元模型,依据该模型计算了外压下管道屈曲失效的临界载荷,并根据Yamaki公式验证了有限元模型的正确性;然后,开展了裸管与FRP加固管道在不同影响因素下外压屈曲的有限元分析,总结了外压屈曲临界载荷的影响规律。结果表明:裸管的径厚比越大、管长越长,管道的外压屈曲临界载荷就越小。对于FRP加固管道,高弹性模量的纤维材料能够提升管道外压屈曲临界载荷;纤维材料缠绕厚度需大于敏感值时才能起到加固效果,随着缠绕厚度的增加,加固效果越好;而纤维材料缠绕的角度对管道的外压屈曲临界载荷影响并不明显。