提高油气管道变形能力的优化方法技术

本发明专利技术公开了一种提高油气管道变形能力的优化方法

【技术实现步骤摘要】
提高油气管道变形能力的优化方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及油气管道变形控制技术及安全防护领域，具体涉及一种提高油气管道变形能力的优化方法
、
系统
、
设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]由于很多油气采集地形复杂，油气管道工程会途经多个地震断带和大应变环境，管线服役条件恶劣，对管道的抗应变能力提出了更高的要求
。
当管道的变形能力较差时，在环境载荷因素作用下易发生变形断裂失效，会造成严重事故，危害公共安全
。
[0003]油气管道通过环焊工艺将管道进行连接，组成管线
。
管道环焊接头由于其工艺特点，其韧性
、
变形能力与管道相比有一定的差距，是管道安全的薄弱环节
。
油气管道模式按照失效形式可分为在轴向力下的断裂失效以及变形失效
。
若管道在发生断裂时，首先应避免低应力条件下的脆性断裂，这就对管道环焊接头的韧性提出了一定的要求
。
当韧性较高时，环焊接头的断裂模式则转变为延性裂纹扩展
。
此时的管道可承受较大的轴向应力，变形能力较好
。
除了断裂失效，变形失效也是油气管道常见的失效形式
。
当管道
、
环焊缝韧性较高时，失效形式则会转变为管道的塑性失稳失效
。
塑性失稳会发生在管道或环焊缝上，而这取决于二者之间的抗拉强度大小
。
当管道抗拉强度大于环焊接头，则变形主要发生在焊缝上，最终焊缝发生失效；当焊缝抗拉强度大于管道抗拉强度，变形则主要发生在管道上，最终的失效则发生在管道之上
。
随着天然气需求的日益增大，管道强度
(
钢级
)、
规格
(
管径
、
壁厚
)
也逐渐增大
。
在管道生产中，性能
(
韧性
、
强度
)
波动也逐渐增大，对性能控制和指标制定提出了较高的要求
。
现有管道焊接工艺中，仅对管道
、
焊缝的性能提出了一部分要求，无法严格控制管道的失效模式，也没有考虑性能波动带来的影响，因此，管道的抗变形能力差
、
失效概率高，不能满足现有管道实际应用中对其变形能力的要求
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术中单靠对管道
、
焊缝的性能指标的制定，无法严格控制管道失效模式导致的管道实际应用中，变形能力差
、
失效率高的问题，提供一种提高油气管道变形能力的优化方法
、
系统
、
设备及存储介质，该方法能够有效降管道低失效风险，为保障管道建设的安全提供技术支撑
。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]本专利技术提供一种提高油气管道变形能力的优化方法，包括以下步骤：
[0007]获取特定工艺下的不同环焊接头试验数据；
[0008]根据不同环焊接头试验数据，获取各个环焊接头的转变温度；
[0009]根据各个环焊接头的转变温度，计算转变温度低于管道规定温度条件下的概率；
[0010]根据转变温度低于管道规定温度条件下的概率，判断是否需要优化焊接工艺及焊材；是，则优化焊接工艺及焊材；否，则顺次执行下一步骤；
[0011]获取上述工艺的管道强度试验数据和全焊缝强度试验数据；
[0012]根据管道强度试验数据，计算全焊缝抗拉强度的规定值；
[0013]根据全焊缝强度试验数据和全焊缝抗拉强度的规定值，判断是否需要优化焊接工艺及焊材；是，则优化焊接工艺及焊材；否，则优化结束
。
[0014]进一步地，根据根据不同环焊接头试验数据，获取各个环焊接头的转变温度的方法为：根据不同焊接头试验数据，获取特定工艺下不同环焊接头夏比冲击试验断口剪切面积的韧脆转变曲线，并从该韧脆转变曲线上，获取各个环焊接头的转变温度
。
[0015]进一步地，所述转变温度为韧脆转变曲线上环焊接头
75
％剪切面积对应的温度
。
[0016]进一步地，根据各个环焊接头的转变温度，计算转变温度低于管道规定温度条件下的概率的方法为：按照正态分布函数统计转变温度的公差及均值，计算管道规定温度条件下转变温度低于规定温度的概率
。
[0017]进一步地，根据转变温度低于管道规定温度条件下的概率，判断是否需要优化焊接工艺及焊材的方法为：若转变温度低于规定温度的概率小于
95
％，则需要优化焊接工艺及焊材，以保证断裂模式为延性裂纹扩展型失效；若转变温度低于规定温度的概率大于等于
95
％，则顺次执行下一步骤
。
[0018]进一步地，根据管道强度试验数据，计算全焊缝抗拉强度的规定值的方法为：根据管材强度试验数据，获取各个管道抗拉强度；按照正态分布函数统计管道的抗拉强度的平均值及方差；根据管道的抗拉强度分布情况，使全焊缝抗拉强度的规定值大于管道抗拉强度的概率为
95
％，确定全焊缝抗拉强度的规定值
。
[0019]进一步地，根据全焊缝强度试验数据和全焊缝抗拉强度的规定值，判断是否需要优化焊接工艺及焊材的方法为：根据全焊缝强度试验数据，获取各个环焊接头的全焊缝抗拉强度，按照正态分布函数统计全焊缝抗拉强度的平均值和方差；若全焊缝抗拉强度大于全焊缝抗拉强度的规定值的概率小于
95
％，则需优化焊接工艺及焊材，以保证环焊接头的强匹配；若全焊缝抗拉强度大于全焊缝抗拉强度的规定值的概率大于等于
95
％，则优化结束
。
[0020]一种提高油气管道变形能力的系统，包括：
[0021]第一数据获取模块，用于获取特定工艺下的不同环焊接头试验数据；
[0022]转变温度获取模块，用于根据不同环焊接头试验数据，获取各个环焊接头的转变温度；
[0023]概率计算模块，用于根据各个环焊接头的转变温度，计算转变温度低于管道规定温度条件下的概率；
[0024]第一优化模块，用于根据转变温度低于管道规定温度条件下的概率，判断是否需要优化焊接工艺及焊材；
[0025]第二数据获取模块，用于获取上述工艺的管道强度试验数据和全焊缝强度试验数据；
[0026]规定值计算模块，用于根据管道强度试验数据，计算全焊缝抗拉强度的规定值；
[0027]第二优化模块，用于根据全焊缝强度试验数据和全焊缝抗拉强度的规定值，判断是否需要优化焊接工艺及焊材
。
[0028]一种终端设备，包括存储器
、
处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种提高油气管道变形能力的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：获取特定工艺下的不同环焊接头试验数据；根据不同环焊接头试验数据，获取各个环焊接头的转变温度；根据各个环焊接头的转变温度，计算转变温度低于管道规定温度条件下的概率；根据转变温度低于管道规定温度条件下的概率，判断是否需要优化焊接工艺及焊材；是，则优化焊接工艺及焊材；否，则顺次执行下一步骤；获取上述工艺的管道强度试验数据和全焊缝强度试验数据；根据管道强度试验数据，计算全焊缝抗拉强度的规定值；根据全焊缝强度试验数据和全焊缝抗拉强度的规定值，判断是否需要优化焊接工艺及焊材；是，则优化焊接工艺及焊材；否，则优化结束
。2.
根据权利要求1所述的提高油气管道变形能力的优化方法，其特征在于，根据不同环焊接头试验数据，获取各个环焊接头的转变温度：根据不同焊接头试验数据，获取特定工艺下不同环焊接头夏比冲击试验断口剪切面积的韧脆转变曲线，并从该韧脆转变曲线上，获取各个环焊接头的转变温度
。3.
根据权利要求2所述的提高油气管道变形能力的优化方法，其特征在于，所述转变温度为韧脆转变曲线上环焊接头
75
％剪切面积对应的温度
。4.
根据权利要求1所述的提高油气管道变形能力的优化方法，其特征在于，根据各个环焊接头的转变温度，计算转变温度低于管道规定温度条件下的概率的方法为：按照正态分布函数统计转变温度的方差及均值，计算管道规定温度条件下转变温度低于规定温度的概率
。5.
根据权利要求1所述的提高油气管道变形能力的优化方法，其特征在于，根据转变温度低于管道规定温度条件下的概率，判断是否需要优化焊接工艺及焊材的方法为：若转变温度低于规定温度的概率小于
95
％，则需要优化焊接工艺及焊材，以保证断裂模式为延性裂纹扩展型失效；若转变温度低于规定温度的概率大于等于
95
％，则顺次执行下一步骤
。6.
根据权利要求1所述的提高油气管道变形能力的优化方法，其特征在于，根据管道强度试验数据，计算全焊缝抗拉强度的规定...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨坤，高雄雄，陈宏远，池强，
申请(专利权)人：中国石油集团工程材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：