轴向缺陷管道的爆破压力计算方法研究

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石 油 机 械

CHINAPETROLEUMMACHINERY

  

2007年 第35卷 第2期

!设计计算#

含轴向缺陷管道的爆破压力计算方法研究

梁 瑞 马东方 俞树荣 刘 俊

1

1

1

2

3

(11兰州理工大学 21中国石油工程设计有限公司西南分公司)

  摘要 对含轴向缺陷管道的爆破压力做了研究,中的流变应力以及鼓胀系数进行重新组合,,影响爆破压力的主要因素,,中的流变应力计算结果更接近试验数值。在用NG-18,采用修正后的ASMEB31G准则中的鼓胀系数和BS7910。  关键词 爆破压力 流变应力 鼓胀系数

2004《在用含缺陷压力容器安全评定》、英国中央电

引   言

管道输送油气是一种安全方便的输送方式,并且有良好的安全纪录,这些是与优良的设计、合理

[1]

的选材以及准确的操作分不开的。但是像其他的工程结构一样,管道到了一定的使用年限,发生失效也是难免的。根据科学的计算方法对含缺陷管道的极限(爆破)压力进行研究,可以提供工程施工依据,减少事故的发生。

压力管道广泛应用于能源、化工、石油、医药和城市公用工程等领域,由于其安装条件的特殊性,在压力管道焊缝中常带有某种缺陷;同时,由于其所处的工况通常较压力容器恶劣,生产中事故发生的频率远大于压力容器,因此压力管道的爆破

[2]

压力的研究引起了人们的高度重视。世界发达国家自20世纪70年代初期就开始了研究,进入80年代后,各国在前面研究的基础上开展了系统

[3]

研究,国外已形成一系列的标准和规范,如美国的《ASMEB31G准则》、英国标准学会制定的《BS7910—1999焊接结构缺陷验收方法指南》、美国电力研究院和通用电器公司提出的《弹塑性断裂力学分析的工程方法—1981》、EPRI/GE制定的《含缺陷核压力容器及管道的完整性评定规范—1982》、日本焊接工程学会标准制定的《WES2805

力局(CEGB)《含裂纹结构的完整性评价—2001》、国际焊接学会IIW《焊接结构适用性评价指南—1990》。最近国际上又相继出台了《DNV—RP—F101》和《PCORRC》等含腐蚀管道

[4]

的评价方法。

这些标准和规范都有其使用范围,而对于含轴向缺陷管道的爆破压力计算,各种规范都不相同。

计算爆破压力的方法

11NG-18报告

在20世纪60年代末70年代初,美国得克萨斯东方运输公司与美国天然气协会管道管理委员会联合开展了一项研究

[5]

,用于评定腐蚀管道的可

服役性,这项研究后来提出了一份NG-18报告,NG-18报告中计算含腐蚀缺陷管道失效应力的基

本公式是

Sp=

SF(1-A/A0)

-1

1-(A/A0)M

(1)

式中,SP为预测环向失效应力,MPa;SF为材料流变应力,MPa;A为缺陷剖面投影面积(为缺陷的长度与实际厚度之积),mm;A0为缺陷处管道壁面积,mm;A0=Lt,其中L为缺陷轴向长度,mm;t为管道壁厚,mm;D为管道直径,mm;M

2

2

焊接接头中缺陷的脆断评价法》、中国GB/T19624—

3基金项目:甘肃省自然科学基金项目(ZS021-A25-016-G,ZS022-A25-005)。

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