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含裂纹缺陷长输管道套管修复研究
| 论文题名： | 含裂纹缺陷长输管道套管修复研究 |
| 关键词： | 压力管道;修复补强;套管修复;安全评定 |
| 摘要： | 压力管道被广泛运用于工业生产过程中，在运行当中压力管道容易因为腐蚀、不可避免的刮伤、焊接出现的裂缝、夹渣等原因形成缺陷。如果不对这些缺陷进行及时的处理，将会对压力管道的安全运行带来极为严重的影响。套管修复技术是运用较为广泛的一种管道补强修复技术。目前对套管修复的安全评价可以采用以J积分为基础的FAD图。国内外关于套管修复后J积分的计算和套管修复管道裂纹后止裂效果的研究较少。此外，套管修复泄漏型缺陷存在管道局部凹陷现象，目前此现象发生机理研究较少。因此本文采用ANSYS软件建立了多种含裂纹管道的套管修复模型，研究了不同参数下止裂后的裂纹J积分和止裂系数F。同时建立了含缺陷管道外压失稳模型，计算了缺陷对管道外压承载能力的影响。本文主要内容及结论为: (1)建立了直管穿透裂纹J积分计算模型，对建模方法和计算方法进行了验证。同时建立了套管修复应力计算模型，对套管修复模型建立方法进行了验证。结果证明建模方法和计算方法是合理的。 (2)建立了套管修复管道轴向裂纹的模型，计算了裂纹形式（穿透和表面）、载荷形式、套管参数和管道参数对套管修复后裂纹J积分和止裂系数F的影响。计算结果表明，弯矩载荷对管道轴向裂纹无影响;压力载荷下，修复后的轴向穿透裂纹无危险。当修复压力载荷下的含轴向表面裂纹管道时，减小套管与管道间隙可以获得较好的止裂效果。 (3)建立了套管修复管道环向裂纹的模型，计算了裂纹形式（穿透和表面）、载荷形式、套管参数和管道参数对套管修复后裂纹J积分和止裂系数F的影响。计算结果表明，套管修复压力载荷下含环向表面裂纹管道时，减小套管与管道间隙可以增强止裂效果。套管修复弯矩载荷下含环向穿透裂纹管道时，减小套管长度可以增强止裂效果;除上述工况时，增加套管长度均可以增强止裂效果。 (4)建立了含缺陷管道外压失稳模型，计算了缺陷对管道外压承载能力的影响，分析了套管修复缺陷管道出现局部凹陷现象的机理。计算发现，轴向穿透裂纹对管道外压承载能力影响较小，环向穿透裂纹和局部减薄对外压承载能力影响较大。据此给出了防止此类破坏发生的方法。 |
| 作者： | 杨传平 |
| 专业： | 安全工程 |
| 导师： | 喻健良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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