基于裂纹尖端张开角含轴向穿透裂纹X80管道极限压力预测

• 作者: 刘帆 孙永泰 张士华 曹宇光 甄莹 衣海娇 贺娅娅
• 来源期刊: 中国石油大学学报(自然科学版)
• 关键词: X80管道 轴向穿透裂纹 临界裂纹尖端张开角 极限压力 预测模型
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 石油机械工程
• 页码范围: 139-146
• 页数: 8页
• 分类号: TE88
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-5005.2017.02.017

摘要

准确预测含轴向穿透裂纹管道极限压力对其安全运行具有重要意义,但现有极限压力预测模型已不满足高韧性、高强度X80管道的评定需求.对含轴向穿透裂纹X80管道极限压力进行研究,建立含轴向穿透裂纹X80管道壳单元与三维实体单元数值模型,应用壳单元模型替代三维实体单元模型以简化分析过程并提高计算效率.基于含裂纹管道壳单元模型,选用临界裂纹尖端张开角作为断裂参量,分析初始裂纹长度、检测单元长度、管道壁厚等不同因素对极限压力的影响,提出极限压力预测修正模型.将基于修正模型的管道爆破压力预测结果与试验测试结果进行对比分析.结果表明,初始裂纹长度与极限压力呈负相关关系;而检测单元长度和管道壁厚与极限压力呈正相关关系,且壁厚与极限压力基本呈近线性关系;三者均对极限压力具有较为显著的影响.该模型具有更高的准确性,可用于高韧性、高强度薄壁X80管道的止裂设计.