冻土区含腐蚀缺陷埋地管道安全性研究

发布时间：2020-04-03 19:59

【摘要】：随着我国石油天然气资源的不断开采,输油管道对油气田的开发、生产和运输起着决定性的作用,故输油管道被称为“生命线工程”,直埋管道的铺设也越来越多。由于石油勘探和开发的不断深入,油田逐步进入到中后期,随着输油量的不断增加,管道发生腐蚀破坏是不可避免的。特别是含腐蚀缺陷直埋管道跨越冻土层的时候,冻胀融沉对管道产生的作用不可忽视。当管道在冻土区发生腐蚀破坏后,会引起管道壁厚变薄或局部变薄,这样就使得管道承受外力变形的能力大大减弱,若更换和维修的不及时,会引起管道整体破坏和原油泄露事故。同时我国处于多条地震带上,地震时有发生,如汶川地震,玉树地震等,地震作用对埋地管道也会产生很大的破坏,当含腐蚀缺陷管道跨越冻土层时研究其抗震性能就变得极其重要。本文的主要研究内容及研究成果包含以下几个方面:(1)本文首先对油气管道腐蚀失效的原因、腐蚀的分类以及现有的管道剩余强度评价准则做了简单的介绍。通过查阅文献及论文研究需要,应用ADINA软件建立了三维的含腐蚀缺陷管土温度场模型。(2)在温度场分布符合实际情况的条件下建立含腐蚀缺陷直埋管道实体结构模型,进行热力耦合计算。分析了管道埋深、过渡段长度、冻胀段长度、管道直径、缺陷长度、缺陷深度等不同参数对冻土区埋地管道力学性能的影响,确定了管道受力最大的位置。(3)在土体发生冻胀的基础上再施加地震作用,分析了冻土区含腐蚀缺陷直埋管道在地震作用下的力学性能变化,得出了管道腐蚀深度、腐蚀长度、冻胀段长度等参数对管道抗震性能的影响。(4)将有限元分析结果中的最大应力与规范方法ASME B31G、API975准则中的圆周断裂应力进行对比,以此来判断管道在不同缺陷参数下的安全性,为管道在产生腐蚀后是否可以继续运营提供了参考。
【图文】：

第一章 绪论壁也会形成腐蚀。及时管道外包裹着保温层，管道内壁涂有一定的防腐蚀材料也很难避免这些腐蚀，故腐蚀是造成管道毁坏的主要原因之一[4]。输油管道常年累月的埋在地表以下土层里，随着输送年限的增长极易发生腐蚀破坏造成管道爆炸。青岛中石化输油管道在 2016 年就因为输送压力增大以及管道老化腐蚀的原因发生了爆炸，爆炸导致道路损坏并引发了大火，，造成了空气污染以及人员伤亡和重大的经济损失，如图 1.1 所示。海上的输油管道也会随着使用时间的增长造成管道腐蚀破裂，发生漏油事故，破坏了海洋的生态平衡并对海洋生物的生存构成威胁。如我国的大连海洋石油原油管道泄漏事故，造成的破坏和污染如图 1.2 所示。

道在 2016 年就因为输送压力增大以及管道老化腐蚀的原因发生了爆炸，爆炸导致道路损坏并引发了大火，造成了空气污染以及人员伤亡和重大的经济损失，如图 1.1 所示。海上的输油管道也会随着使用时间的增长造成管道腐蚀破裂，发生漏油事故，破坏了海洋的生态平衡并对海洋生物的生存构成威胁。如我国的大连海洋石油原油管道泄漏事故，造成的破坏和污染如图 1.2 所示。图 1.1 青岛中石化管道爆炸
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE988.2

【参考文献】

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6 李U

本文编号：2613637