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美国EWI实验室研发能源管道完整性评估的新方法

2017-02-09 286浏览 标签: 美国能源

2017年26日,美国EWI实验室官网公布消息称成功研发了一种能源管道完整性评估的新方法。管道的完整性评估是石油和天然气公司、能源和管道协会、政府管理机构所共同关注的焦点。其中量化管道机械损伤的严重性和优化断裂控制的预测方法是两个最受关注的领域。

管道机械损伤的数值模拟:众所周知机械损伤是威胁石油和天然气管道完整性的最大因素之一。机械损伤主要包括具有裂纹的凹痕、具有金属缺陷的凹痕以及焊接连接面的凹痕。损伤的形状、大小、位置以及方向均是非常重要的因素。尽管研发人员已经做了大量的研究,但是由于影响因素的复杂性,量化机械损伤的严重性仍然面临着巨大挑战。目前研发人员仍在努力研究失效机制,并正在开发一种通过在线检测筛选和表征损伤严重性的新方法。


1 有限元机械损伤模拟

 

优化断裂控制技术:断裂控制技术是设计大直径、高压气体输送管道所必不可少的。EWI实验室已经成功研发了一种现代断裂力学模型和一种新型的断裂距离模型,并且可以确定出现代气体管道发生断裂时所需要的最小冲击强度。通过与断裂距离算法进行耦合,优化后的双曲线模型可以有效地预测断裂韧性、断裂速度和断裂距离。研发人员利用高强度、高韧性的X80管线钢的爆破实验对新模型进行了实验验证。如下图所示为X80管线钢爆破实验模拟结果。通过对比,模拟结果的断裂韧性、断裂速度以及断裂距离与实验数据相一致。新的计算模型可以应用于现代管道设计和管道的完整性评定。


2 实验模拟结果




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