基于参考应力法的海底腐蚀管道剩余强度评价*
2017-04-16李沅桦孔令圳
中国安全生产科学技术 2017年7期
黄 坤,李沅桦,孔令圳
(西南石油大学 石油与天然气工程学院,四川 成都 610500)
0 引言
海底管道环境载荷复杂,易受到腐蚀,腐蚀失效是海底管道失效的主要形式,所占比例高达35%[1-2]。因此,进行海底管道剩余强度评价对于海底管道的维修、更换、降低压力等决策具有重要的现实意义。国内外许多专家对含缺陷管道做了很多研究,20世纪90年代中期,Fu等采用非线性有限元分析了腐蚀的深度、长度和宽度对管道破坏机理和极限内压荷载的影响,证明了基于应力失效准则的非线性有限元分析预测得到的腐蚀管道极限内压荷载具有很高的准确性;M. G.Kirkwood提出了1个失效准则,即屈服强化阶段结束时,或者管子的最小Mises应力达到极限抗拉强度(SMTS)时,管子发生塑性失效,否则是安全的。
结构的极限承载力是指结构完全崩溃前所能承受外荷载的最大能力,极限载荷的确定方法主要有0.2%残余应变准则、2倍弹性斜率准则、2倍弹性变形法、参考应力法等。其中,参考应力法认为,不管外加载荷的形式如何复杂,结构破坏的本质都是危险截面上的等效应力达到材料的参考应力。但是不同的准则提出了不同的参考应力,弹性极限准则认为管材的屈服强度为参考应力。塑性失效准则认为极限抗拉强度为参考应力,不同的学者对参考应力也有不同的定义,有的学者建议流变应力为参考应力,Fu等建议采用SMTS作为参考应力;Choi建议采用0.9SMTS作为参考应力[3-5]。因此,以下运用ANSYS有限元模……
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