一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法技术

本发明专利技术公开了一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法，通过断裂阻力测试获得待测天然气管道的裂纹扩展阻力曲线，通过拉伸性能测试获得待测天然气管道的屈服强度和抗拉强度，根据待测天然气管道裂纹扩展阻力曲线、阻力曲线的参数、屈服强度和抗拉强度计算材料断裂韧性的参数，建立裂尖张开位移关系，得到在固定内压作用时不同裂纹深度下的裂尖张开位移，从裂纹扩展驱动力和阻力的竞争关系进而确定管道失效时裂纹的临界尺寸，从管道失效的裂纹生长上反映了整个服役的过程，在计算过程中考虑了管道的材料裂纹扩展阻力，计算过程更为准确，本方法所需的试验都属于常规试验，易于开展进行，处理过程简单方便，节约时间和经济成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法
本专利技术涉及天然气管道危害评估领域，具体涉及一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法。
技术介绍
天然气管道在服役过程中，由于地质灾害、腐蚀介质、人为因素、质量问题等引起管道可能出现断裂、变形、失效、腐蚀等现象，从而造成管道材料的金属的不断缺失(管道裂纹生长)，具有严重的隐患。在管道存在缺陷时，在一定条件下，管道会在裂纹处发生失稳扩展，从而引发管道断裂。如何准确计算管道裂纹失稳时临界尺寸、估算管道服役寿命是研究管道安全服役行为的关键问题。工程上通常使用剩余壁厚和失效评估图的方法来评估管道安全。剩余壁厚法通过计算含缺陷管材在内压下的环向应力与管材抗拉强度进行比较，从而确定缺陷的临界尺寸。失效评估图法是一种力学方法，通过建立临界应力强度因子与裂纹尺寸的关系，从而评估管道服役行为。上述方法不考虑裂纹的生长过程以及材料的韧性表征，也没有经过试验验证，因此计算结果误差较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1)、取待测天然气管道环向材料进行断裂阻力测试，获得待测天然气管道的裂纹扩展阻力曲线；/n步骤2)、取待测天然气管道环向材料开展拉伸性能测试，获得待测天然气管道的屈服强度和抗拉强度；/n步骤3)、根据待测天然气管道裂纹扩展阻力曲线、阻力曲线的参数、屈服强度和抗拉强度计算材料断裂韧性的参数；/n步骤4)、在材料线弹性下计算裂尖张开位移：

【技术特征摘要】
1.一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)、取待测天然气管道环向材料进行断裂阻力测试，获得待测天然气管道的裂纹扩展阻力曲线；
步骤2)、取待测天然气管道环向材料开展拉伸性能测试，获得待测天然气管道的屈服强度和抗拉强度；
步骤3)、根据待测天然气管道裂纹扩展阻力曲线、阻力曲线的参数、屈服强度和抗拉强度计算材料断裂韧性的参数；
步骤4)、在材料线弹性下计算裂尖张开位移：对材料线弹性下计算裂尖张开位移进行线性修正，得到裂尖张开位移为
步骤5)、根据材料断裂韧性的参数和裂尖张开位移计算在固定内压作用时，不同裂纹深度下的裂尖张开位移；
步骤6)、将不同深度下的裂尖张开位移对应的裂纹深度减去初始裂纹深度，并进行二次多项式拟合则可得到固定压力作用时，裂纹的张开位移与裂纹扩展量的裂纹扩展驱动力曲线；
步骤7)、将裂纹驱动力曲线与裂纹扩展阻力曲线在同一坐标下进行对比分析，两曲线的焦点所对应的裂纹扩展量则为裂纹失稳扩展的临界尺寸；
步骤8)、根据管道临界尺寸和腐蚀速率，则可计算得到管道的实际使用寿命。


2.根据权利要求1所述的一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法，其特征在于，进行断裂阻力测试时单边...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨坤，陈宏远，池强，封辉，来建刚，贾鹏军，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油天然气集团公司管材研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11