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厚壁钢管管道内流场参数及应力的变化

作者:厚壁钢管 来源:www.tjjltflc.com 点击数: 更新时间:2019年09月17 【字体:

 综合考虑上述调研和试验数据,厚壁钢管管道内流场参数及应力的变化同时开展了加载速率和试验机柔度对高强钢屈服强度影响的试验。利用数理统计方法.得到高强钢和GJ钢材料性能不定性的统计参数。2厚壁钢管利用通用有限元软件ABA QUS建立有限元模型,经已有试验数据验证后,计算了高强度钢材(Q500Q550Q620和Q690焊接截面压弯构件弯矩作用平面内的极限承载力880组、受弯构件整体稳定承载力460组。通过已有研究的数据、数值模拟的数据和规范公式计算值的比较,计算得到高强钢轴心受压构件、压弯构件和受弯构件的计算模式不定性的统计参数。圆钢基于上述结果和已有研究数据,采用可靠度理论中的一次二阶矩法,通过数学软件Matlab编制程序,提出了高强度结构钢材和GJ系列钢材的抗力分项系数建议值,并对其进行了可靠度校核分析。


4总结已有研究中高强度结构钢材的材性数据,并利用开展的高强钢材性试验获得的数据,更新了高强钢多折线本构模型的参数,以Ramberg-Osgood模型为基础标定了适用于高强钢的非线性本构模型,同时提出了修正的高强钢多折线本构模型。同时,针对含半椭圆缺陷的厚壁钢管直管道建立了三维有限元模型,模拟了流固耦合下管道内流场参数及应力的变化。得到相对于纯内压作用下管道,流场的存在会增高管道内壁缺陷处的应力值:1大直径厚壁钢管0MPa操作压力下,半椭圆缺陷深度对于管道内壁最大应力分布影响最大,缺陷长度在超过100mm时管道内壁应力值变化范围不大,而缺陷宽度的变化对于管道内壁面应力值的影响很小;对于X70管线钢,超过其壁厚50%以上的缺陷深度会对管道的失效压力造成恶劣的影响。而对于含双椭圆缺陷高强钢管道,双缺陷处最大等效应力随双缺陷间距离呈反比变化;当双缺陷间距离超过一定长度时,可忽略双缺陷间应力的交互影响。最后,根据不同缺陷参数对高强钢厚壁钢管的应力影响,采用Marquardt方法进行数据的分段拟合,20#厚壁钢管并提出了流固耦合下的管道失效压力模型,与纯压力载荷下的爆管实验参数的对比下,提出管道失效压力模型,其预测结果分布稳定。同时基于论文提出的高强钢厚壁钢管内腐蚀速率分析,以流固耦合下的含内腐蚀缺陷高强钢厚壁钢管失效压力为评定准则,提出了流固高强钢厚壁钢管剩余寿命预测模型,可对长输管道的重点位置进行针对性分析。含流体参数的高强钢厚壁钢管内腐蚀速率分析与流固耦合下含内腐蚀缺陷高强钢管道破坏失效压力分析的基础上,提出了含内腐蚀缺陷高强钢厚壁钢管剩余强度的评价方法,可对高强钢厚壁钢管进行重点检测位置的划分、管道产生内腐蚀缺陷后的强度校核计算以及管道的再评估间隔预测,为保证高强钢厚壁钢管的可靠运行提供理论基础。论文形成了一套进行在役高强钢厚壁钢管内腐蚀缺陷强度评价的较为完整的评价体系,使对在役高强钢厚壁钢管内腐蚀缺陷评价更为快速精准,可为高强钢厚壁钢管的安全运营提供技术支撑。

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