Исследование остаточной прочности подводного трубопровода с точечной коррозией под внутренним давлением

WANG QI ,  

摘要

Во время эксплуатации подводных трубопроводов внутренний материал внутри трубы вызывает образование коррозионных дефектов различной степени на внутренней поверхности, что приводит к снижению давления трубопровода и повышает риск разрыва или утечки. Анализируя случаи отказов от коррозии подводных труб, выявлено, что точечная коррозия встречается чаще, чем равномерная, однако действующие стандарты и нормы оценки коррозии преимущественно ориентированы на среднюю и низкую интенсивность равномерной коррозии подводных труб, и до сих пор не сформирована полноценная система оценки для точечной коррозии. Метод нелинейного конечного элемента использовался для создания модели поврежденной коррозией трубы и сравнения с результатами взрывных испытаний, показав, что данный метод более стабилен и имеет меньшие ошибки по сравнению с разными нормативами. В качестве объекта исследования выбран подводный трубопровод из стали X60 на Восточном море, с помощью программного обеспечения Abaqus были созданы модели подводного трубопровода с одной и двумя точечными коррозиями. Проанализированы типы и процессы отказа таких труб под внутренним давлением, а также влияние таких параметров, как глубина коррозии, диаметр коррозии и расстояние между двумя точечными коррозиями, на остаточную прочность трубопровода. Результаты расчетов показывают: форма отказа труб с точечной коррозией — общий отказ, скорость изменения напряжения внутренних узлов в коррозионных местах самая высокая и достигает предела текучести первой, эквивалентное напряжение значительно выше, чем у средних и внешних узлов; глубина и диаметр коррозии совместно влияют на остаточную прочность труб с точечной коррозией, с увеличением этих параметров давление отказа труб с двумя точечными коррозиями постепенно снижается и изменяется более заметно; кроме того, давление отказа труб с двумя точечными коррозиями положительно коррелирует с осевым расстоянием, при небольшом расстоянии влияние заметно, а с увеличением расстояния давление отказа постепенно стабилизируется. Результаты исследования могут служить руководством для точной оценки остаточной прочности подводных корродированных труб Восточного моря и заложить теоретическую основу для защиты от коррозии и оценки безопасности подводных труб в этом регионе.

关键词

Подводный трубопровод;Точечная коррозия;Давление отказа;Остаточная прочность;Нелинейный метод конечных элементов

阅读全文