基于裂纹尖端张开角含轴向穿透裂纹X80管道极限压力预测

作     者：曹宇光 甄莹 贺娅娅 张士华 孙永泰 衣海娇 刘帆 

作者机构：中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266580 中国石油大学山东省油气储运安全重点实验室山东青岛266580 机械结构强度与振动国家重点实验室陕西西安710049 中国石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院山东东营257055 中国石油辽河油田分公司特种油开发公司辽宁盘锦124010 

基　　金：国家自然科学基金项目(11472309) 国家重点研发计划项目(2016YFC0802306) 中央高校基本科研业务资助项目(14CX02208A) 国家重点实验室开放课题(SV2017-KF-02) 

出 版 物：《中国石油大学学报（自然科学版）》 (Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science))

年 卷 期：2017年第41卷第2期

页      码：139-146页

摘      要：准确预测含轴向穿透裂纹管道极限压力对其安全运行具有重要意义,但现有极限压力预测模型已不满足高韧性、高强度X80管道的评定需求。对含轴向穿透裂纹X80管道极限压力进行研究,建立含轴向穿透裂纹X80管道壳单元与三维实体单元数值模型,应用壳单元模型替代三维实体单元模型以简化分析过程并提高计算效率。基于含裂纹管道壳单元模型,选用临界裂纹尖端张开角作为断裂参量,分析初始裂纹长度、检测单元长度、管道壁厚等不同因素对极限压力的影响,提出极限压力预测修正模型。将基于修正模型的管道爆破压力预测结果与试验测试结果进行对比分析。结果表明,初始裂纹长度与极限压力呈负相关关系;而检测单元长度和管道壁厚与极限压力呈正相关关系,且壁厚与极限压力基本呈近线性关系;三者均对极限压力具有较为显著的影响。该模型具有更高的准确性,可用于高韧性、高强度薄壁X80管道的止裂设计。

主 题 词：X80管道 轴向穿透裂纹 临界裂纹尖端张开角 极限压力 预测模型 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 082003[082003] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1673-5005.2017.02.017

馆 藏 号：203224316...