基于断裂力学的海洋管道焊接接头疲劳寿命计算

摘要

在复杂的海洋环境中,海洋管道焊接接头是管道结构中容易发生疲劳失效的薄弱环节,对焊接接头的疲劳寿命进行预先计算和评估关乎整个管道系统的安全性和经济性.应用断裂力学方法分析了海洋管道焊接接头疲劳失效的规律,根据疲劳裂纹形成机理,推导出了疲劳裂纹扩展的萌生阶段、稳定扩展阶段的疲劳寿命数学计算表达式,进而计算出焊接接头的疲劳寿命.以X65海洋管道为例,对其进行了全尺寸疲劳寿命试验,并通过理论公式和试验结果相结合,得到了不同应力水平下海洋管道焊接接头疲劳寿命计算式.通过验证得出公式能够较准确得出疲劳寿命值,且能很好地预测X65海洋管道焊接接头疲劳寿命.为海洋管道焊接接头疲劳寿命判断提供了理论基础,同时为海洋管道焊接接头的检修工程安排提供了时间参考.