[發(fā)明專利]一種柔性復(fù)合管服役壽命試驗(yàn)預(yù)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110554142.2
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN114624096A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/18;G01N3/307;G01N3/36
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種柔性復(fù)合管服役壽命試驗(yàn)預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，由復(fù)合管的運(yùn)行溫度和提高溫度確定試驗(yàn)溫度，所述提高溫度由管材設(shè)計(jì)壽命和試驗(yàn)時(shí)間確定；

步驟2，將填充有試驗(yàn)介質(zhì)的復(fù)合管試樣放置在恒溫水槽或環(huán)境試驗(yàn)箱中，放置至復(fù)合管試樣的溫度和所處環(huán)境溫度相同，得到調(diào)整狀態(tài)后的復(fù)合管試樣；

步驟3，將調(diào)整狀態(tài)后的復(fù)合管試樣進(jìn)行爆破試驗(yàn)，確定單次爆破失效時(shí)間的平均值，以及單次爆破強(qiáng)度值的平均值；

步驟4，將調(diào)整狀態(tài)后的復(fù)合管試樣在環(huán)境試驗(yàn)箱中進(jìn)行靜液壓失效試驗(yàn)，確定復(fù)合管試樣在各個(gè)試驗(yàn)壓力下的失效時(shí)間；

步驟5，通過時(shí)間溫度轉(zhuǎn)換原理，將單次爆破失效時(shí)間的平均值轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)預(yù)測時(shí)間，將各個(gè)壓力下的失效時(shí)間轉(zhuǎn)換為失效預(yù)測時(shí)間；

步驟6，以單次爆破強(qiáng)度值的平均值和試驗(yàn)壓力，以及基準(zhǔn)預(yù)測時(shí)間和失效預(yù)測時(shí)間，獲得失效時(shí)間和失效壓力的擬合公式；

步驟7，通過步驟6獲得的擬合公式預(yù)測柔性復(fù)合管服役壽命。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性復(fù)合管服役壽命試驗(yàn)預(yù)測方法，其特征在于，步驟1中，所述試驗(yàn)溫度的計(jì)算公式為：

T_test＝T_life+△T (1)

式(1)中，T_life為柔性復(fù)合管的設(shè)計(jì)運(yùn)行溫度，單位為℃；T_test為試驗(yàn)溫度，單位為℃，△T為提高溫度，單位為℃；

所述提高溫度△T的計(jì)算公式為：

式(2)中，α：時(shí)溫轉(zhuǎn)換系數(shù)，取α＝0.05～0.2；

t_life：管材設(shè)計(jì)壽命；

t_test：試驗(yàn)時(shí)間，t_test與t_life的單位應(yīng)相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性復(fù)合管服役壽命試驗(yàn)預(yù)測方法，其特征在于，步驟2中，步驟2中，所述試驗(yàn)介質(zhì)為油和鹽水的混合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性復(fù)合管服役壽命試驗(yàn)預(yù)測方法，其特征在于，步驟3中，所述爆破試驗(yàn)的具體過程為：將復(fù)合管試樣與加壓設(shè)備連接，使得復(fù)合管試驗(yàn)在30秒～60秒之間發(fā)生爆破失效，記錄單次爆破的強(qiáng)度值和單次爆破的時(shí)間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性復(fù)合管服役壽命試驗(yàn)預(yù)測方法，其特征在于，所述單次爆破試驗(yàn)次數(shù)大于等于3次。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性復(fù)合管服役壽命試驗(yàn)預(yù)測方法，其特征在于，步驟4中，所述靜液壓失效試驗(yàn)的具體過程為，將步驟2中的復(fù)合管試樣與加壓設(shè)備連接，將復(fù)合管試樣放置于恒溫水箱或環(huán)境試驗(yàn)箱中，加壓設(shè)備施加試驗(yàn)壓力至設(shè)定壓力P_n，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，至復(fù)合管試樣發(fā)生失效，為所述壓力P_n下的失效時(shí)間。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種柔性復(fù)合管服役壽命試驗(yàn)預(yù)測方法，其特征在于，試驗(yàn)過程中，加壓設(shè)備加壓至設(shè)定壓力P_n的時(shí)間范圍為5-30min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性復(fù)合管服役壽命試驗(yàn)預(yù)測方法，其特征在于，步驟4中，所述復(fù)合管試樣在靜液壓失效試驗(yàn)中，破壞時(shí)間小于100h的試驗(yàn)至少有1個(gè)，破壞時(shí)間大于600h的試驗(yàn)至少有1個(gè)，破壞時(shí)間為100h～600h之間試驗(yàn)至少有2個(gè)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性復(fù)合管服役壽命試驗(yàn)預(yù)測方法，其特征在于，步驟5中，所述單次爆破失效時(shí)間的平均值轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)預(yù)測時(shí)間的公式為：

其中，為基準(zhǔn)預(yù)測時(shí)間；為試驗(yàn)失效時(shí)間；△T為提高溫度；α為時(shí)溫轉(zhuǎn)換系數(shù)；

所述各個(gè)壓力下的失效時(shí)間轉(zhuǎn)換為失效預(yù)測時(shí)間的公式為：

其中，為失效預(yù)測時(shí)間，為試驗(yàn)失效時(shí)間；△T為提高溫度；α為時(shí)溫轉(zhuǎn)換系數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的柔性復(fù)合管服役壽命試驗(yàn)預(yù)測方法，其特征在于，步驟7，管材爆破強(qiáng)度閾值P_threshold按照下式計(jì)算：

P_threshold＝F_p×F_f×MOP (7)

式(7)中：

P_threshold—管材失效強(qiáng)度閾值，Mpa；

MOP—管材最大操作壓力，Mpa；

F_p—管道壓力安全系數(shù)，一般取1.5～2.0；

F_f—管道流體系數(shù)，取1.0～1.5；如果輸送流體為水，F(xiàn)_f取1.0，如果輸送流體為油水兩相介質(zhì)，F(xiàn)_f取1.25，如果輸送流體為油氣水三相介質(zhì)，F(xiàn)_f取1.5；將P_threshold代入至步驟6中的擬合公式中，獲得預(yù)測柔性復(fù)合管服役壽命。