摘要：由于外部接触、碰撞和地层变形,管道在施工及运营期间难免出现凹陷,而评估管道是否安全或确定相应的维修方案需要依托合理有效的凹陷评价方法。本文根据现有管道凹陷评价方法,结合管道凹陷有限元接触分析,评估了管道凹陷应变计算公式的合理性。同时,通过凹陷分析研究了X65、X80管道凹陷处等效应力、应变随凹陷深度的变化规律,对比了现行的基于应力、应变以及凹陷深度的管道凹陷安全评价方法的适用性。分析发现,对于X65以上钢级管道,极限凹陷深度接近6%外径,基于应力的凹陷评价方法偏于保守,而基于6%外径的临界凹陷深度方法偏于危险,建议采用基于应变(临界应变6%)的设计方法。

摘要：通过对某管道内检测数据进行滤波降噪、插值拟合,精确描述凹陷的轮廓信息,计算管道凹陷截面处的最大应变,评估凹陷的安全状况。针对无约束凹陷和约束型凹陷的疲劳寿命,分别采用EPRG经验模型和有限元仿真方法,得到凹陷深度与疲劳寿命关系曲线。结果表明:相同深度的凹陷,有约束的凹陷比无约束的凹陷疲劳寿命要大。在低周疲劳情况下,无约束凹陷深度在2%OD以内,有约束凹陷深度在6%OD以内满足设计寿命要求。

摘要：为了准确评定凹陷管道的承压能力,开展了含凹陷管道全尺寸爆破试验。试验得出凹陷管道的变形、凹陷区域应变及裂口特征等信息,从而分析凹陷管道失效行为与机理。结果表明:管道存在的凹陷,在提压后凹陷区域相比远场发生了较大应变,加剧了凹陷周围的应力集中。通过全尺寸爆破试验,确定了管道的屈服压力为10.1 MPa,爆破压力为10.5 MPa,结合相关标准与设计规范,确定试验用管段的许可承载压力为3.88 MPa,为保障管道的安全运行与工程决策提供了技术参考。

摘要：为了研究海床和管道内压对坠物撞击管道的影响,采用ABAQUS有限元软件建立了坠物撞击海底管道的有限元模型,分析了撞击过程中海底管道的动态响应。采用摩尔库伦模型模拟海床的非线性特性,并引入罚函数处理坠物、管道和海床三者的接触关系。分析结果表明:海床和管道内压对坠物撞击管道起到了保护作用。黏土海床对管道撞击的保护作用比砂土海床大,砂土海床对管道撞击的保护作用比刚性海床大;随着内压的增大,管道变形最大凹陷值减小;同时考虑内压和海床作用时管道受坠物撞击后的最大凹陷值比2个因素均不考虑时小,相差最大处达到了9.6%。所得结果对海底管道抗坠物撞击设计和管道的安全服役具有指导意义。

摘要：针对清管器在经过含凹陷管段时的通过性研究鲜有涉及。为此,以ø168管道清管器为研究对象,分别建立其翻越凹陷管道的三维准静态和流固耦合仿真模型并进行对比,进一步再分别基于驱动皮碗接触摩擦力学和清管器动力学特性参数的变化规律,对清管器翻越管道凹陷过程的通过性进行定量分析。研究结果表明:清管器驱动皮碗在通过管道凹陷段时,运行速度不稳定可能会降低相应管段检测的准确率;清管器翻越凹陷过程的速度变化敏感性随过盈量的增加而增大;为提高清管器对于含凹陷管道的通过性能,ø168清管器皮碗过盈量应小于4%,密封皮碗夹持率应在55%~65%之间,皮碗结构分界面相对位置应不小于2%。研究结论可为清管器优化设计及工程应用提供理论指导。