[发明专利]一种天然气管道止裂预测的方法

权利要求书

1.一种天然气管道止裂预测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用拉伸试验获取天然气管道单位面积上的损伤断裂吸收能临界值；

2)利用有限元方法建立天然气管道服役条件下的天然气管道有限元模型，并在钢管有限元模型中设置天然气管道裂纹；

3)根据天然气管道有限元模型及天然气管道裂纹，计算天然气管道裂纹尖端区域单位面积上的损伤断裂吸收能值，将损伤断裂吸收能值与损伤断裂吸收能临界值进行比较，当损伤断裂吸收能值大于等于损伤断裂吸收能临界值时，天然气管道开裂，从天然气管道有限元模型中计算得到裂纹扩展速度和气体减压波速度；当损伤断裂吸收能值小于损伤断裂吸收能临界值时，天然气管道未开裂；

4)若所述裂纹扩展速度大于等于所述气体减压波速度，则天然气管道服役条件下出现裂纹后不能止裂；若所述裂纹扩展速度小于所述气体减压波速度，则天然气管道服役条件下出现裂纹后能够止裂。

2.根据权利要求1所述的一种然气管道止裂预测的方法，其特征在于，所述损伤断裂吸收能临界值获取方法为：

对天然气管道取横向拉伸试样，在可获取时间-能量曲线及时间-载荷曲线的试验机上进行拉伸试验，获取试样断裂时的能量值以及载荷最大点对应的能量值，将所述断裂时的能量值和载荷最大点对应的能量值的差值除以试样截面积，得到单位面积上的损伤断裂吸收能临界值。

3.根据权利要求1所述的一种然气管道止裂预测的方法，其特征在于，所述利用有限元方法建立天然气管道服役条件下的天然气管道有限元模型具体包括：

根据天然气管道的管径、壁厚、长度、密度、弹性模量、泊松比、屈服强度、真实抗拉强度、均匀延伸率、断裂极限应变、输送介质的温度、压力、定压比热容、定容比热容以及所述损伤断裂吸收能临界值，建立流固耦合的天然气管道有限元模型。

4.根据权利要求3所述的一种然气管道止裂预测的方法，其特征在于，所述天然气管道有限元模型通过有限元软件ABAQUS建立。

5.根据权利要求1所述的一种然气管道止裂预测的方法，其特征在于，所述损伤断裂吸收能是指天然气管道从损伤出现到载荷施加完毕过程中吸收的能量。

6.根据权利要求5所述的一种然气管道止裂预测的方法，其特征在于，所述损伤出现是指天然气管道裂纹尖端材料应变值达到材料均匀延伸率。