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原文传递一种含缺陷埋地PE燃气管道寿命检测方法

专利名称：	一种含缺陷埋地PE燃气管道寿命检测方法
摘要：	本发明涉及一种含缺陷埋地PE燃气管道寿命检测方法，对燃气管道进行测试，获得燃气管道的结构尺寸和运行参数；截取燃气管道，制备弯曲紧凑型试样；以预设频率f拉伸试样，拉伸过程中的拉伸应力在最大预设应力Fmax和最小预设应力Fmin直接往复变化；基于可靠性和有限元分析计算，根据最先失效原则，确定极限缺陷尺寸；建立疲劳裂纹扩展模型、计算疲劳循环次数，确定含缺陷埋地PE燃气管道剩余寿命。本发明可以较准确的估算含缺陷埋地PE燃气管道剩余寿命。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	广东省特种设备检测研究院珠海检测院
发明人：	李明阳;戚政武;廖志雄;刘圣平;黄桂林;陈国华;梁先林;孔令昌
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910159966.2
公开号：	CN109855993A
代理机构：	北京连城创新知识产权代理有限公司
代理人：	刘伍堂
分类号：	G01N3/32(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	519000 广东省珠海市香洲区人民西路133号
主权项：	1.一种含缺陷埋地PE燃气管道寿命检测方法，其特征在于，包括：对燃气管道进行测试，获得燃气管道的结构尺寸和运行参数；截取燃气管道，制备弯曲紧凑型试样；以预设频率f拉伸试样，拉伸过程中的拉伸应力在最大预设应力Fmax和最小预设应力Fmin直接往复变化；基于可靠性和有限元分析计算，根据最先失效原则，确定极限缺陷尺寸；建立疲劳裂纹扩展模型、计算疲劳循环次数，确定含缺陷埋地PE燃气管道剩余寿命。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结构尺寸和运行参数包括：直径、壁厚、运行压力、埋深、埋设情况、土壤性能、缺陷尺寸。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弯曲紧凑型试样直接从服役管道截取获得。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设频率f的范围为：1HZ≤f≤5HZ；所述最小预设应力Fmin和所述最大预设应力Fmax的比值R为0.1≤R≤0.5。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，可靠性分析是指根据含缺陷PE管的三种失效模式，建立不同的极限状态方式，求解不同失效模式下的可靠度；韧性破坏模式下极限状态方程为：式(1)中，P是管道工作压力；Pb是爆破压力；a是裂纹深度；e是壁厚；含轴向裂纹脆性破坏模式下极限状态方程为：式(2)中，P是管道工作压力；KIc是断裂韧性；a是裂纹深度；F是裂纹形状系；Rn是管道外径；Ri是管道内径；含环向裂纹脆性破坏模式下极限状态方程为：式(3)中，P是工作压力；KIc是断裂韧性；a是裂纹深度；F是裂纹形状系数；N是与裂纹尺寸系数；Rn是管道外径；Ri是管道内径；通过公式(1)(2)(3)，分别计算在相同管道缺陷深度a下的可靠度，根据最先失效原则，确定极限缺陷尺寸a1。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，有限元分析是指，运用有限元模拟软件，建立管土相互作用模型，设定管道缺陷深度a，根据聚乙烯管屈服应力、5％极限应变、30％变形失效准则，依据最先失效准则，确定极限缺陷尺寸a2；基于最先失效原则，在基于可靠性分析确定的a1和基于有限元分析确定的a2之间，选择最小值，作为寿命评估计算的极限缺陷尺寸。 7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立疲劳裂纹扩展模型是指：根据疲劳裂纹扩展速率试验的结果，利用数学归纳和曲线拟合方法建立PE燃气管道的疲劳裂纹扩展驱动力与疲劳裂纹扩展速率模型关系式。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述模型关系式采用Paris公式，所述模型关系式拟合过程中相关系数取0.95以上。 9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的疲劳循环次数计算是指利用建立的所述Paris关系式，将疲劳裂纹初始值扩展到极限尺寸的过程划分为微小的裂纹扩展过程；在每一微小扩展过程的疲劳寿命可以直接积分得到，对累计的微小扩展过程进行累加，总计循环次数即为含缺陷PE埋地管道的剩余疲劳寿命。 10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在含缺陷埋地PE燃气管道寿命评估过程中，评定疲劳寿命取至少20的安全系数。
所属类别：	发明专利