舰船内腐蚀海水管路剩余强度预测模型及试验验证
2021-03-09潘兴隆张鲁君
船舶力学 2021年2期
潘兴隆,张鲁君,贺 国,张 攀
(1.海军工程大学动力工程学院,武汉430033;2.91878部队,广东湛江524300)
0 引 言
舰船海水管路内壁与海水直接接触,长期经受海水的侵蚀,管道内壁会形成体积型腐蚀缺陷。腐蚀会导致海水管路强度的降低,使管路在管内海水压力作用下存在破裂的风险,威胁舰船航行安全。因此,为了保证舰船海水管路可靠工作及维修工作合理开展,需要对内腐蚀管路的剩余强度进行预测[1]。
根据公开文献,国内外学者对腐蚀管路剩余强度评价方法的研究都集中于工业油气管道方面,对腐蚀后舰船海水管路的剩余强度评价方法鲜有研究。1969年Folias[2-3]在研究裂纹对球形压力容器和平板结构强度的影响中,讨论了一种评估含复杂几何缺陷壳体应力强度因子的方法,提出了非穿透性裂纹缺陷的表面影响因子。20 世纪70 年代初,美国Battelle 研究所的Kiefner 和Maxey[4]等基于断裂力学和管道静水压爆破试验,修正了非穿透性裂纹缺陷的表面影响因子并提出了含腐蚀缺陷管道极限内压载荷计算式NG-18,该式奠定了腐蚀管道剩余强度研究的基础。目前,常用的腐蚀管道剩余强度评价方法,如ASME B31G 准则[5]、DNV-RP-F101 准则[6]、PCORRC 方法[7]等,都是基于NG-18 计算式得出的。
海水管路相比于油气管路,管路材质不同,工作环境更加恶劣:船舱内高温、高盐、湿度大且存在冲击振动,管内腐蚀更剧烈等等。开展舰船海水管路剩余强度评价研究工作,可为海水管路腐蚀后的耐压评价提供技术方法,使检修人员及时、准确地了解受腐蚀海水管路的工作状态,视情采取针对性措施,避免管路在高压下泄漏或破裂。……
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