一种管道凹陷缺陷的安全评价方法与流程

文档序号:23383597发布日期:2020-12-22 13:47阅读:来源:国知局

技术特征:

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,为等效应变,为等效应力,σm为静水压力,c1、c2为材料常数。

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。


技术总结
本发明属于缺陷检测技术领域,提供了一种管道凹陷缺陷的安全评价方法,建立模型模拟管道运行时凹陷缺陷产生的过程,得到其最大损伤量对应的缺陷参数,分别为管道回弹前的缺陷参数和回弹后的缺陷参数,定义为监控阈值和修复阈值,最后用管道的实际运行压力对这两个阈值进行修正;实际评价时,将管道的实际缺陷参数与修正后的监控阈值和修复阈值进行比较,就能容易地得出管道的安全程度。本发明在建模时考虑了凹陷的类型和尺寸,损伤量计算时考虑了材料的应力应变情况,阈值修正时考虑了管道实际运行压力,因此,本发明对管道凹陷缺陷的安全评价方法综合考虑了管道运行的综合因素,评价精度更高。

技术研发人员:伍颖;田中旭;李林涯;王雯悦;陈朗
受保护的技术使用者:西南石油大学
技术研发日:2020.09.25
技术公布日:2020.12.22
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