[發明專利]一種高壓輸氣管線止裂預測方法在審

申請號：	201410766388.6	申請日：	2014-12-11
公開（公告）號：	CN104462828A	公開（公告）日：	2015-03-25
發明（設計）人：	馬秋榮;霍春勇;馮耀榮;李鶴;李洋	申請（專利權）人：	中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
主分類號：	G06F19/00	分類號：	G06F19/00
代理公司：	西安通大專利代理有限責任公司 61200	代理人：	陸萬壽
地址：	100007 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種高壓輸氣管線止裂預測方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于天然氣輸送管道輸送技術領域，涉及天燃氣管道裂紋擴展止裂預測方法和指標，具體涉及一種高壓輸氣管線止裂預測方法。

背景技術

高壓大流量長距離輸送是我國天然氣輸送管道技術發展趨勢，提高管道材料的強度不僅能增加管道輸量并可以顯著降低輸送成本，提高管道用鋼管的鋼級帶來的鋼管壁厚的減小還可以節省管材采購成本，在管線的口徑和壓力確定后，鋼級每提高一個等級，可以減少用鋼量約8％～12％。為進一步提高輸送效率和降低建設成本，管道研究和建設領域將目光投向了X90/X100超高強度管線鋼。

斷裂是承壓管道常見的失效模式，尤其是管道裂紋的長程擴展往往會造成災難性的后果。為確保管道運行安全，如何確定合理的鋼管止裂韌性指標使得裂紋在一定長度內止裂一直是管道斷裂控制研究領域的熱點和難點。API?5L和ISO?3183規定了確定鋼管延性斷裂止裂CVN沖擊功值的5種方法，包括方法1“EPRG(歐洲鋼管研究機構)準則”、方法2“Battelle簡化公式”、方法3“Battelle雙曲線法”、方法4“AISI法”和方法5“全尺寸爆破試驗”。對于較低鋼級(X80以下)鋼管，這五種方法都是適用的；對于X80鋼級鋼管，要參考實物爆破實驗數據進行修正才能使用。而對于X90/X100超高強度管線鋼管，國外研究機構通過多次X100鋼管全尺寸爆破試驗認為，以上5種方法預測的夏比沖擊韌性不能準確反映X100鋼管斷裂的止裂能力，因此，現有的這些方法對于X90/X100鋼級的止裂預測是不可靠的。

現有技術存在的主要問題：1)僅以材料夏比沖擊韌性指標預測超高鋼級(X90、X100)管道鋼管止裂韌性；2)未考慮材料強度和韌性交互作用的影響；3)對超高鋼級(X90、X100)管道鋼管止裂韌性的預測不準確、不可靠。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明的目的在于提供一種高壓輸氣管線止裂預測方法。

為達到以上目的，本發明的技術方案如下：

一種高壓輸氣管線止裂預測方法，包括以下步驟：

1)根據高壓輸氣管道設計要求，確定高壓輸氣管的規格參數和最大設計輸送壓力P_o；所述高壓輸氣管的規格參數包括：高壓輸氣管外徑和高壓輸氣管壁厚；

2)根據最大設計輸送壓力P_o和高壓輸氣管的規格參數，獲得高壓輸氣管的最大設計操作應力σ_o；

3)根據最大設計操作應力σ_o以及高壓輸氣管標準規定最小屈服強度σ_MSYS，獲得管道的應力設計系數DF；

4)測量待預測高壓輸氣管的夏比V性缺口沖擊吸收能和屈服強度；

5)根據管道的應力設計系數，獲得止裂所需復合參數臨界值M；根據待預測高壓輸氣管的夏比V性缺口沖擊吸收能和屈服強度，獲得待預測高壓輸氣管的復合參數M′；

6)當復合參數M′大于復合參數臨界值M時，高壓輸氣管能夠達到止裂要求；當復合參數M′小于等于復合參數臨界值M時，則不能止裂。

所述管道最大設計操作應力σ_o＝P_oD/2t，其中，P_o是高壓輸氣管最大設計輸送壓力，D是高壓輸氣管外徑，t是高壓輸氣管壁厚。