刘俊龑[1]2004年在《X56海底管线的ECA评估》文中研究表明海底管线作为一种工程结构,在实际中有着广泛而重要的应用,担负着输送诸如石油、天然气等介质的重要任务。同时,作为一种焊接结构,管线的焊接接头也不可避免的会存在各种可能的焊接缺陷。随着工程实际应用的发展,人们逐渐以“合于使用”的思想原则来对焊接缺陷可能给结构带来的影响进行合理的评价,而不再采用以往使用的“完美无缺”的经验方法来要求结构中不能存在任何的焊接缺陷。这不仅将结构的经济性纳入考虑的范围,而且为评定结构安全运行提供了坚实的理论基础和实验验证。本文以“合于使用”的思想为原则,依据在国际上广泛使用的标准BS7910,对中国海洋石油总公司渤海石油公司(COOEC)所开发的旅顺至大连间海底石油传输管线X56海底管线进行ECA(EngineeringCritical Assessment)评估。在此过程中,我们首先对BS7910:1999标准进行了解和掌握,并自主开发断裂评定软件。为了获得进行ECA评估所需的管道材料的性能数值,我们以对管道供应商提供的数据进行分析的方式获得母材金属的拉伸力学性能; 通过对焊缝金属进行力学性能实验的方式获得其力学性能,并通过测定CTOD-R阻力曲线确定热影响区和焊缝金属分别具有的断裂韧性。在完成上述任务的基础上,本文依据BS7910标准的规定,对处于不同位置处的不同类型裂纹进行相应级别的评定,通过迭代计算,得到在铺设过程中可以接受的焊接裂纹的极限和允许尺寸,为在铺设过程中进行的无损检测提供缺陷验收的依据。
左波[2]2004年在《海底石油管线体积型缺陷ECA评估》文中指出海底管道作为一种焊接结构,担负着输送石油、天然气等介质的重要任务。但是由于焊接缺陷、残余应力、力学性能不均匀性等原因使焊接接头成为整个结构的薄弱环节。因而焊接接头的安全评定对于结构的安全运行至关重要。海底石油管道采用塑性良好的管线钢材料制成,而体积型缺陷是其中最为常见的缺陷形式。发达国家基于“合于使用”的原则,对管道和压力容器的安全评定技术研究已取得长足进展,并且建立了一系列相关的评定标准和文件,但与面型缺陷相比,国外在体积型缺陷方面的研究工作较少,且主要集中于局部减薄这类缺陷。本文系统地介绍了国际上的安全评定标准BS7910,并对含体积型缺陷管道的极限评估以及安定分析的研究现状进行了探讨和评述,最后基于BS7910评定标准用Visual Basic6.0程序语言编制了一套体积型缺陷评定软件,对旅大海底管线焊接接头进行了体积型缺陷的ECA工程极限评估。为了获得进行ECA评估所需的管道材料的性能数值,我们对焊缝金属进行力学性能实验,获得其力学性能,并通过CTOD-R阻力曲线测定试验确定了热影响区和焊缝金属分别具有的断裂韧性。在上述工作完成后,我们将体积型缺陷评定分为两个级别进行评定:1、满足特定条件的体积型缺陷直接验收;2、不满足条件的体积型缺陷按平面缺陷进行评定,依据BS7910标准中二级评定的规定,通过迭代计算,得到在铺设过程中可以接受的裂纹的极限和允许尺寸。本文的研究具有实际的工程意义和经济价值,为海底石油管线铺设过程中体积型缺陷的验收或拒收提供了重要依据。
权淑丽[3]2005年在《含表面裂纹的X56管线钢的J积分计算和安全评定》文中进行了进一步梳理海底管线作为一种工程结构,在实际中有着广泛而重要的应用,担负着输送诸如石油、天然气等介质的重要任务。同时,作为一种焊接结构,管线的焊接接头也不可避免的会存在各种可能的焊接缺陷。随着工程实际应用的发展,人们逐渐以“合于使用”的思想原则来对焊接缺陷可能给结构带来的影响进行合理的评价,而不再采用以往使用的“完美无缺”的经验方法来要求结构中不能存在任何的焊接缺陷。这不仅将结构的经济性纳入考虑的范围,而且为评定结构安全运行提供了坚实的理论基础和试验验证。本文以“合于使用”的思想为原则,依据欧共体提出的标准SINTAP(Structural Integrity Assessment Procedure),对中国海洋石油总公司渤海石油公司(COOEC)所开发的旅顺至大连间海底石油传输管线X56海底管线钢进行安全评估。在此过程中,我们首先对SINTAP标准进行了解和掌握。为了获得进行安全评估所需的管道材料的性能数值,通过对焊缝金属和母材金属进行力学性能试验的方式获得对应的拉伸力学性能,并通过J积分试验测定J ? R阻力曲线确定热影响区和焊缝金属分别具有的断裂韧度,根据相关的公式做出CDF评定图,应用有限元软件ANSYS模拟含表面裂纹的X56海底管线模型,并计算裂纹尖端的二维J积分值。在完成上述任务的基础上,本文根据SINTAP标准的规定,通过CDF图对表面裂纹尺寸固定下的海底油气管道进行SINTAP的第五级安全评估,相对与初级评定,保守性降低,体现了“合于使用”的原则,为在铺设过程中进行的无损检测提供缺陷验收的一种方法。
汤岱[4]2012年在《海底管道疲劳寿命计算方法研究》文中提出疲劳破坏是海底管道的主要失效形式之一。本文采用英国规范BS7910对含缺陷的海底管道管跨的裂纹进行安全评估，估算在一定载荷水平下的管道失效临界裂纹尺寸。通过把管道裂纹的发展过程分为裂纹萌生和扩展两个阶段，分别采用局部应力应变法分析裂纹萌生阶段，采用断裂力学裂纹扩展理论循环续循环的方法分析裂纹扩展阶段。论文完成的主要工作有:1、不规则波的模拟。通过OrcaFlex波浪载荷计算软件采用规则波模拟不规则波以计算获得管道的应力时历。2、管跨计算模型的建立。对管跨模型采用不同约束条件和跨长分别计算在同一种波浪载荷作用下的应力时历并且分析管跨不同部位的应力分布。3、管道缺陷的失效评估。采用英国规范BS7910中等级2B的工程断裂评定方法，分别计算缺陷的应力强度因子和参考应力，使用失效评估图估计缺陷在一定载荷条件下的失效尺寸。4、裂纹萌生寿命计算。把管道裂纹的发展过程分为裂纹萌生和扩展两个阶段。采用局部应力应变法计算缺陷的局部应力应变，并且计入载荷顺序的影响，计算得到管道不同危险点的裂纹扩展寿命。5、裂纹扩展寿命计算。计算管道缺陷在每次载荷作用下裂纹扩展后的应力强度因子幅值，将幅值代入到裂纹扩展速率模型中，求出裂纹扩展量，再通过扩展后的裂纹尺寸计算新的应力强度因子，重复迭代计算得到管道的裂纹扩展寿命。
邓彩艳[5]2006年在《焊接压力管道“先漏后断”评定理论及应用研究》文中认为压力容器及管道是我国国民经济的大动脉,是现代工业生产中必不可少的设备,其安全与否与人民生命财产息息相关。目前我国在役压力容器和管道的安全评定方法都是建立在断裂评定基础之上,而对于压力容器和管道等承压构件来说,经常出现结构在断裂之前先发生稳定泄漏的现象。本文主要针对焊接压力管道进行了系统、全面的“先漏后断”安全评定。应用英国BS7448试验标准,建立了管线用钢API 5L X56焊缝和HAZ的J-R阻力曲线和δ-R阻力曲线,并采用国内标准GB2038-91和国际标准BS7448对试验结果进行了分析对比。结果表明:国内标准GB2038-91对钝化线和排除线的规定存在一些不合理之处,具有很大的局限性,是造成JIC测试困难的主要原因。建议参考国外标准,根据实际情况进行修改。应用国内2005年开始实施的“在用含缺陷压力容器安全评定”标准和EPRI的研究成果,对形状参量的应用范围进行外推研究裂纹扩展的稳定性;并依据SINTAP和BS7910标准中高级评定方法,对环向内表面裂纹的延性撕裂稳定性和塑性失稳稳定性进行分析,从而判断管道的失效模式。根据SINTAP标准考虑鼓胀因子等因素,推导出线弹性裂纹张开面积计算公式,并与其他线弹性计算方法进行对比。考虑到裂纹尖端附近的塑性变形对裂纹张开面积会产生一定的影响,分析了建立在弹塑性断裂力学基础上的一些解析方法如Irwin模型、Dugdale模型。利用流体有限元分析,计算实际管道焊缝处穿透裂纹的泄漏量。计算过程中分别讨论了实际流道表面粗糙度引起的流道摩擦损失、焊缝的余高、裂纹路径变化、变流道截面等因素对临界流量的影响。针对管道结构,研究了表面裂纹在循环载荷作用下的疲劳扩展过程,得到不同初始形状的表面裂纹在拉伸、弯曲载荷作用下扩展、穿透和形状演化的基本规律;并给出了表面裂纹穿透瞬间尺寸的确定方法以及得到穿透裂纹临界尺寸保守值的计算方法。
朱永艳[6]2007年在《硫酸盐还原菌和极化电位对海洋结构用钢在海泥中的应力腐蚀开裂敏感性的影响》文中提出海洋设施长期处于恶劣的腐蚀环境中,如不加以防护,一旦发生应力腐蚀开裂(SCC),损失就会极为惨重。海底泥土区环境十分重要,因为管线和平台桩腿等都埋在海底泥中。海底泥中硫酸盐还原菌(SRB)十分活跃,而且为了防止腐蚀,海泥中的设施无一例外地采取了阴极保护,相当于设施处在长期稳定的充氢状态。因此非常有必要研究海泥中的活性SRB和极化电位对海洋结构用钢在海泥中的氢渗透行为和SCC敏感性造成的影响,弄清SCC发生和发展的过程以便采取相应的措施减缓或防止SCC。本文通过慢应变速率拉伸实验(SSRT)、电化学阻抗谱(EIS)技术、动电位扫描极化曲线测定实验和氢渗透实验等研究了海泥中SRB和极化电位对16Mn钢和管线钢X56(API X56)的SCC敏感性造成的影响。从渤海海泥中富集得到SRB菌种,并做出了SRB在海泥中的生长曲线;在荧光显微镜下观察SRB为弧状,可以归为脱硫弧菌属,为革兰氏阴性菌;海泥中活性SRB数量与硫电位等主要腐蚀环境因子具有一定的对应关系。SSRT结果表明,施加阴极极化电位可以使试样断裂脆性特征明显,SCC敏感性增大;海泥中活性SRB浓度越高,断裂脆性特征越明显,SCC敏感性越大。在含SRB海泥中或阴极极化电位条件下,两种钢都容易发生SCC,氢脆(HIC)起主要作用。随着浸泡天数的增加,试样在灭菌海泥中的Rp一直增大;在含SRB海泥中Rp先增大,又变小,并呈现出显着的Warburg阻抗特征;在灭菌海泥中,两种试样在阳极电位范围内无SCC敏感区,而在阴极电位范围内有明显的SCC敏感区;在含SRB海泥中,在阳极电位范围和阴极电位范围内均有SCC敏感区;SRB代谢产物既有阳极去极化作用,又有阴极去极化作用,能使腐蚀电流密度增加。活性SRB的存在能够促进试样在海泥中的氢渗透;在实海工程应用中,两种钢在含SRB海泥中的氢渗透电流密度大约是在不含SRB海泥中的3~4倍。阴极极化电位能够促进试样在灭菌海泥中的氢渗透。在含SRB海泥中对试样施加阴极极化电位,氢渗透电流密度大于不加阴极极化电位时的氢渗透电流密度,也大于在不含SRB的海泥中的氢渗透电流密度。
参考文献：
[1]. X56海底管线的ECA评估[D]. 刘俊龑. 天津大学. 2004
[2]. 海底石油管线体积型缺陷ECA评估[D]. 左波. 天津大学. 2004
[3]. 含表面裂纹的X56管线钢的J积分计算和安全评定[D]. 权淑丽. 天津大学. 2005
[4]. 海底管道疲劳寿命计算方法研究[D]. 汤岱. 哈尔滨工程大学. 2012
[5]. 焊接压力管道“先漏后断”评定理论及应用研究[D]. 邓彩艳. 天津大学. 2006
[6]. 硫酸盐还原菌和极化电位对海洋结构用钢在海泥中的应力腐蚀开裂敏感性的影响[D]. 朱永艳. 中国科学院研究生院（海洋研究所）. 2007