X80管道含缺陷环焊缝的钢质环氧套筒修复研究

发布时间：2023-06-28 05:32

　　随着输油管道向着大口径、高压力方向发展,对管材的要求也日益提高,为了进一步契合服役需求,X80级管道的大批量建设投产运行。管道是油气输送的“动脉”,随着服役年限的增加,管道裂纹型缺陷所引起的事故不断发生,环焊缝是管道的薄弱环节,管道一旦从对接环焊缝处发生断裂,将会影响到整个设施的服役工况。目前,国内对钢质环氧套筒修补技术的研究方法仍处于起步阶段,利用有限元数值模拟和实验相结合进行研究具有重要意义。本文首先通过试验对X80钢管母材和环焊缝的断裂韧性进行了研究,在断裂韧性的基础上对X80钢管母材和环焊缝缺陷的评估曲线选择进行了探讨。其次对含有预制环焊缝缺陷的X80管道在加装钢质环氧套筒和不加装钢质环氧套筒情况下分别进行水压爆破实验,对管道的承压能力进行分析。本文还对含有环焊缝缺陷的管道进行加装钢质环氧套筒的环氧树脂层厚度变化对管道修复效果进行探讨。通过研究钢质环氧套筒(树脂层)厚度改变对管道应力的影响、进一步优化了环氧套筒修补方案,并在研究结果中对未加装钢质环氧套筒修复的管道和加装了钢质环氧套筒修复的管道应力分布结果进行了对比。结果表明:经钢质环氧套筒修复后,管道中缺陷端部应力峰值明显降低...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要内容及技术路线
        1.3.1 主要内容
        1.3.2 技术路线
第二章 管道修复技术及断裂力学理论
    2.1 换管修复
    2.2 堆焊修复管道
    2.3 套筒修复
    2.4 断裂力学理论基础
        2.4.1 裂纹类型及扩展型式
        2.4.2 断裂参量
        2.4.3 断裂判据
    2.5 本章小结
第三章 X80钢管母材及环焊缝断裂韧性研究
    3.1 X80 管母材断裂韧性试验
    3.2 断裂韧性测试
    3.3 结果分析
    3.4 X80 管环焊缝断裂韧性研究
        3.4.1 试验测试材料
        3.4.2 环焊缝三点弯曲试验取样
        3.4.3 环焊缝试样三点弯曲试验
    3.5 本章小结
第四章 X80钢管母材和环焊缝缺陷的安全评定研究
    4.1 双判据方法的发展
    4.2 双判据法原理
    4.3 X80 钢管母材缺陷失效评估图建立
        4.3.1 选择2 失效评估曲线的建立
        4.3.2 选择3 失效评估曲线的建立
    4.4 X80 管道的环焊缝缺陷失效评估图建立
        4.4.1 试验材料来源
        4.4.2 试样的加工
        4.4.3 拉伸试验及失效评估曲线建立
    4.5 本章小结
第五章 水压爆破试验
    5.1 水压爆破试验前准备
        5.1.1 管段处理
        5.1.2 加装钢质环氧套筒修补管道的步骤
        5.1.3 应变片的贴制方案
    5.2 试验过程
    5.3 试验结果分析
    5.4 本章小结
第六章 钢质环氧套筒的环氧树脂层最佳厚度研究
    6.1 有限元分析
    6.2 模型参数
    6.3 应力校核
        6.3.1 未修复管道含缺陷环焊缝应力校核
        6.3.2 钢质环氧套筒修复情况下结构应力校核
    6.4 环氧层最佳厚度研究
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录1
附录2
攻读学位期间获得的学术成果



本文编号：3836076