油气管道完整性管理全套PPT-8-管道缺陷评价.ppt

(2)材料特定曲线 * 根据材料应力－应变数据，尤其是应变低于1%时的数据，引入参考应力和参考应变的概念，得出与裂纹体结构形状尺寸无关的失效评定曲线，曲线方程可由下述方程给出： 此曲线尤其适用于应力应变曲线上初始硬化速率高的曲线。 (3)J积分曲线 * 根据材料特性和裂纹体几何形状分别计算弹塑性J积分值及其弹性分量Je值，其曲线方程为： R6标准中规定，所有的J和Je的分析计算必须采用经过验证是有效的有限元计算程序。在进行分析计算时，必须用精确的单轴拉伸的真应力真应变特性值。 (3)J积分曲线 * 截断点定义如下： 为流变应力： 例题 * 解：完全塑性状态下的极限压力为： 应力强度因子与材料断裂韧性之比： 荷载条件与引起结构塑性屈服的荷载比： 例：16Mn钢管道，外径529mm，壁厚7mm，内压3MPa，管壁裂纹缺陷深3.5mm，管材屈服强度351.45MPa，拉伸强度533.92MPa，断裂韧性131.16MPa·m0.5。试评定该含裂纹缺陷管道。 例题 * 结论：由失效评定图可得，管道的安全系数(FS)=1.915，因此管道是安全的。 将(Lr，Kr)绘于失效评定图： 特点 * 8.3 凹陷评价 * 分类 * 评价标准 * ASME B31.8 * ASME B31.8 * 基于应变的评价方法 * 应变计算 * 8.4 疲劳寿命预测 * 疲劳载荷的定义 * Paris公式 * 基于Paris公式的疲劳寿命预测公式 * 变幅载荷情况下管道剩余寿命预测 * * * * * * * * * 8.5 管道腐蚀剩余寿命评价 * 管道腐蚀剩余寿命预测的步骤 * 预测方法 * 确定性方法 * 例题 * 例题 8 管道缺陷评价 油气管道完整性管理 * 概述 * 8.1 体积型缺陷评价 * ASME B31G方法 * ASME B31G方法 * 失效压力： 含缺陷管道失效应力 * 例题 * 例题 * 8.2 裂纹缺陷 * 断裂机理 * 断裂判据 * 管道裂纹缺陷失效模式 * 失效评定图 * 适于：判断潜在失效模式。 评定点的计算 * 式中，p为总的外加荷载，对于管道来说，一般为内压；p0为完全塑性状态下的极限压力，其下限值为： （1）Lr表示裂纹结构接近塑性屈服程度的度量， 定义为荷载条件与塑性屈服的荷载比： 式中，a为管壁上轴向裂纹深度；t为管道壁厚；R为管道外半径。 评定点的计算 * 式中，KIC 为材料的断裂韧性，由试验得出； KI 为对应于裂纹尺寸a的 线弹性应力强度因子，对于含轴向裂纹、受内压管道，其值为： （2）Kr表示接近断裂失效程度的度量，定义为应力强度因子与材料断裂韧性的比值： 式中，p为管道内压；R为管道外半径；F 则由下表外推得出。 t/Ri a/t 1/8 1/4 1/2 3/4 1/5 1/10 1/20 1.19 1.20 1.20 1.38 1.44 1.45 2.10 2.36 2.51 3.30 4.23 5.25 评定点的计算 * 安全裕量(MS)为： （3）评定点标到失效评定图上，如果该点位于评定曲线以内，则表明管道是安全的。 安全系数(FS)由从原点出发通过A点与失效评定曲线交于B点的直线确定： 失效评定曲线 * （1）通用失效评定曲线 * 适用于应力应变曲线上无明显的屈服不连续点（屈服平台）的所有材料。 该方法最为简单，但对于具有明显屈服平台的材料，使用曲线必须控制在 的范围内。 曲线方程可由下式给出：