基于有限元法的半球形点腐蚀损伤P110油管剩余强度分析

摘要

油管服役环境中CO_(2)、H_(2)S等各种腐蚀性物质共存,点腐蚀时有发生,其直接后果是降低了油管的剩余强度,成为制约管柱完整性的重要因素之一。对点腐蚀油管进行剩余强度分析,利于油管的安全运行,可为工程技术人员现场评价油管适用性与完整性提供理论依据。为此,采用ABAQUS软件,基于API 579标准,建立了48种半球形点腐蚀损伤油管三维模型,并对模型进行了验证。模拟并得到了油管外径、壁厚,点腐蚀缺陷分布、数量、深度对油管剩余强度的影响规律。结果表明:(1)相同点腐蚀参数下,88.9 mm油管的剩余强度下降率比73.0 mm油管的平均低3.09%,其设计规范中的傅立叶系数更小,油管安全性更高;(2)油管轴向上点腐蚀缺陷分布是降低油管剩余强度的主要因素;(3)油管点腐蚀缺陷个数更多,其承压能力不一定更低,但在排除点腐蚀分布影响下,承压能力一定更小;(4)随着点腐蚀深度的加深,油管的剩余强度迅速减小,极易发生穿孔事故。