[發明專利]管道安全斷裂韌度的確定方法及裝置

在審

• 申請號: 202110691697.1
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113720678A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 王垚;王海濤;熊道英;李仕力;何勇君
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國特種設備檢測研究院
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G06F17/15
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 施磊;吳昊

1.一種管道安全斷裂韌度的確定方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取所述管道在其裂紋尺寸達到預設尺寸閾值時的裂紋尖端應力強度因子；其中，所述預設尺寸閾值基于所述管道的設計工況確定；

確定所述管道在其裂紋尺寸達到所述預設尺寸閾值時的安全斷裂比；

基于所述裂紋尖端應力強度因子和所述安全斷裂比，確定所述管道的安全斷裂韌度。

2.根據權利要求1所述的管道安全斷裂韌度的確定方法，其特征在于，采用以下表達式確定所述管道的安全斷裂韌度：

K_s＝K_I/K_r

其中，K_s為所述管道的安全斷裂韌度，K_I為所述裂紋尖端應力強度因子，K_r為所述安全斷裂比。

3.根據權利要求1所述的管道安全斷裂韌度的確定方法，其特征在于，所述確定所述管道在其裂紋尺寸達到所述預設尺寸閾值時的安全斷裂比，包括：

獲取預先測定的所述管道的屈服強度和抗拉強度；

計算所述管道在其裂紋尺寸達到所述預設尺寸閾值時的載荷比；

基于所述屈服強度、所述抗拉強度和所述載荷比，確定所述管道在其裂紋尺寸達到所述預設尺寸閾值時的安全斷裂比。

4.根據權利要求3所述的管道安全斷裂韌度的確定方法，其特征在于，所述計算所述管道在其裂紋尺寸達到所述預設尺寸閾值時的載荷比，包括：

獲取所述管道在其裂紋尺寸達到所述預設尺寸閾值時的參考應力；

基于所述參考應力和所述屈服強度，計算所述管道在其裂紋尺寸達到所述預設尺寸閾值時的載荷比。

5.根據權利要求4所述的管道安全斷裂韌度的確定方法，其特征在于，采用以下表達式計算所述管道在其裂紋尺寸達到所述預設尺寸閾值時的載荷比：

L_r＝σ_ref/σ_y

其中，L_r為所述載荷比，σ_ref為所述參考應力，σ_y為所述屈服強度。

6.根據權利要求4所述的管道安全斷裂韌度的確定方法，其特征在于，

所述裂紋尖端應力強度因子基于所述預設尺寸閾值并采用已有的第一公式計算獲得；

所述參考應力基于所述預設尺寸閾值并采用已有的第二公式計算獲得；

所述管道的設計工況包括：所述管道在預設腐蝕條件下的許用壁厚、所述管道的預設輸送壓力。

7.根據權利要求3所述的管道安全斷裂韌度的確定方法，其特征在于，所述基于所述屈服強度、所述抗拉強度和所述載荷比，確定所述管道在其裂紋尺寸達到所述預設尺寸閾值時的安全斷裂比，包括：

當L_r≤(σ_y+σ_u)/(2·σ_y)時，采用以下表達式計算所述安全斷裂比：

K_r＝(1-0.14L_r²)[0.3+0.7exp(-0.65L_r⁶)]

當L_r(σ_y+σ_u)/(2·σ_y)時，K_r＝+∞；

其中，L_r為所述載荷比，σ_y為所述屈服強度，σ_u為所述抗拉強度，K_r為所述安全斷裂比。