基于Tresca屈服准则的均匀腐蚀管道剩余强度计算.pdf

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1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2013年第41卷第4期．．管道工程基于Tresca屈服准则的均匀腐蚀管道剩余强度计算杜国锋张东山刘广军。(1．长江大学城市建设学院2．华中科技大学土木工程与力学学院3．中国石油管道局)摘要：目前关于腐蚀管道剩余强度的计算方法很少考虑处于复杂应力状态的情况，由于油气管道受力复杂、结构高韧性，所以必须充分考虑管道的弹塑性行为进行弹塑性断裂力学分析。在总结常用计算方法的基础上，根据弹塑性断裂力学中的Tresca屈服准则，讨论了在内压及轴向力共同作用下的均匀腐蚀管道剩余强度计算问题，给出了在给定缺陷尺寸下的缺陷可接受性和该缺陷下的最大允

2、许工作压力以及腐蚀管道剩余强度的计算公式。关键词：腐蚀管道；Tresca屈服准则；剩余强度；均匀腐蚀；力学分析中图分类号：TE832文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2013．04．025TrescaYieldCriterion-basedResidualStrengthCalculationofEvenCorrosionPipelineDuGuofeng’ZhangDongshanLiuGuangjun(1．SchoolofUrbanConstruction，YangtzeUniversity2．SchoolofCivilEngineering

3、&Mechanics，HuazhongUniversityofScienceandTechnology3．CNPCPipelineBureau)Abstract：Currentlythemethodstocalculatetheresidualstrengthofcorrosionpipelinegivelittleconsiderationtothecomplexstresscondition．Duetothecomplexforceconditionandstructuraltoughnessofoil—gaspipeline，afullconsiderationshouldbe

4、giventotheelasto-·plasticbehaviorofpipelineinelasto--plasticfaultmechanicalanaly-sis．Onthebasisofsummarizingthecommoncalculationmethods，thecalculationoftheresidualstrengthofevencorosionpipelineunderthecombinedeffectsofinternalpressureandaxialforcewasdiscussedaccordingtotheTrescayieldcriterionin

5、elasto—plasticfaultmechanics．Whenthedefectedsizeisgiven，thedefectacceptabilitycondition，themaximumpermissibleoperatingpressureunderthedefectandthecalculationformulafortheresidualstrengthofcorosionpipelinearegiven．Keywords：corosionpipeline；Trescayieldcriterion；residualstrength；evencorosion；mecha

6、nicalanalysis目前国内、外常用规范，腐蚀管道剩余强度计算有0引言5种常用方法，分别是ASME—B31G、DM方法、Wes一2805—97、CVDA一84和J积分法，这些油气管道服役环境复杂，部分管段除了承受管剩余强度计算方法很少考虑管道处于复杂应力状态道内压外，还承受着轴向载荷和弯曲载荷作用，使的情况。由于油气管道受力复杂、结构高韧性，所管道处于复杂的应力状态l1J。管道的腐蚀缺陷按以必须充分考虑管道的弹塑性行为进行弹塑性断裂照缺陷形态特征可分为均匀腐蚀、局部腐蚀以及点力学分析。蚀3类J，其中均匀腐蚀是导致油气管道失效的主笔者在分析总结上述5种常用计算方法的基础要形式。对

7、处于复杂应力状态下的均匀腐蚀油气管上，根据弹塑性断裂力学中的Tresca_4屈服准则，道剩余强度计算方法进行深入研究十分必要。总结讨论了在内压及轴向力共同作用下的均匀腐蚀管道基金项目：中石油创新基金资助项目(2001D一5006—0605)；中国博士后科学基金资助项目(20110491155)。石油机械2013年第4l卷第4期用下的轴向应力统一描述为：则轴向最小要求壁厚为：=(3)：+F(9)式(3)中，or，为管道内力作用产生的轴向式中——轴向要求最小壁