李牧之，余建星，余杨，段晶辉，韩梦雪，李杨，于佳晖



含腐蚀及椭圆度缺陷管道的动态屈曲传播研究

李牧之1, 2，余建星1, 2，余杨1, 2，段晶辉1, 2，韩梦雪1, 2，李杨1, 2，于佳晖1, 2

(1.天津大学 水利工程仿真与安全国家重点试验室，天津，300072；2. 高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海，200240)

通过建立有限元模型对海底管道的真实工况进行数值模拟，计算准静态条件下的管道压溃压力以及屈曲传播压力，并与管道全尺寸试验结果以及DNV-OS-F101规范中的计算结果进行对比，验证模型的准确性；在有限元模型中利用数据传递的方法将准静态条件下管道局部压溃的受力状态传递到动态模型中，并对管道在动态条件下的变形特点进行探究；研究管道腐蚀深度、初始椭圆度以及加载的传播压力对屈曲剖面长度、屈曲传播速度和反向椭圆度等管道动态屈曲传播特征值的影响。研究结果表明：在加载压力较小时，管道屈曲剖面长度随压力增大而减小；管道屈曲传播速度随着压力和初始缺陷的增大而加快；管道反向椭圆度的出现会阻碍屈曲沿管道轴线的传播，管道反向椭圆度随压力增大而增大。

海底管道；动态传播；初始椭圆度缺陷；片腐蚀缺陷

海底管道作为海上油气田的“生命线”，始终处在深海高压的工作环境中，一旦局部发生腐蚀或落物撞击等意外事故而导致管道性能下降，将发生局部压溃，这种压溃变形将沿着管道长度方向发生屈曲传播现象[1]屈曲传播会从发生局部压溃的位置开始，沿着管道轴线一直向下传播，直到外部环境压力低于屈曲传播压力或遇到局部加强结构为止。……