1.一种管道凹陷缺陷的安全评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1.建模
获取相关油气管道参数以及内检测数据,建立管道三维模型,模拟管道内凹陷产生过程;得到不同载荷下的初始凹陷深度值和实际凹陷深度值;
其中,初始凹陷深度为管道回弹前的凹陷深度,实际凹陷深度为管道回弹后的凹陷深度;
步骤2.计算监控阈值d2和修复阈值d1
定义管道的缺陷参数为:凹陷深度/管道外径;
根据韧性损伤准则计算凹陷区域的损伤程度,并定义:
当凹陷区域的损伤程度等于1时,管道回弹前的缺陷参数为监控阈值d2,管道回弹后的缺陷参数定义为修复阈值d1;
步骤3.修正监控阈值d2和修复阈值d1
模拟不同管道运行压力下的监控阈值d2和修复阈值d1,拟合得到缺陷参数与管道运行压力的关系式:
d1’=f1(p)
d2’=f2(p)
其中,d1’和d2’分别为修正后的修复阈值和监控阈值,p为管道运行压力值;
步骤4.根据监测值判断管道的状态
代入管道的实际运行压力,得到该实际运行压力下修正后的监控阈值d2’和修复阈值d1’;
当实际缺陷参数小于修正后的监控阈值d2’,管道安全;
当实际缺陷参数小于修正后的修复阈值d1’且大于等于修正后的监控阈值d2’,需对管道凹陷处加以监控;
当缺陷参数大于等于修正后的修复阈值d1’,需立即对凹陷管道进行修复。
2.如权利要求1所述的一种管道凹陷缺陷的安全评价方法,其特征在于,所述步骤1中的建模步骤为:
1-1.设置材料参数
将材料工程应力应变转换为真实应力应变:
σt=σ(1+ε)
εt=ln(1+ε)
式中:εt—真实应变;ε—工程应变;σt—真实应力,单位为mpa;σ—工程应力,单位为mpa;
1-2.建立施痕物模型和管道模型;
1-3.设置边界条件
1-4.建立分析步,包括:
1-4-1.令施痕物向下按压管道,对管道施加凹陷缺陷;
1-4-2.移除施痕物;
1-4-3.对管道内侧施加均布内压;
1-5.网格划分
1-6.模型验证。
3.如权利要求1所述的一种管道凹陷缺陷的安全评价方法,其特征在于,所述步骤2中的韧性损伤程度i的计算式为:
其中,
4.权利要求1所述的一种管道凹陷缺陷的安全评价方法,其特征在于,所述步骤2中,计算监控阈值d2和修复阈值d1时,初始凹陷深度从1%开始依次增加,分别计算管道回弹前和回弹后的最大损伤量,当回弹后的最大损伤量为1时结束计算,记录当凹陷区域的损伤程度等于1时,管道回弹前的缺陷参数为监控阈值d2,管道回弹后的缺陷参数为修复阈值d1。