[发明专利]一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法

权利要求书

1.一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、取待测天然气管道环向材料进行断裂阻力测试，获得待测天然气管道的裂纹扩展阻力曲线；

步骤2)、取待测天然气管道环向材料开展拉伸性能测试，获得待测天然气管道的屈服强度和抗拉强度；

步骤3)、根据待测天然气管道裂纹扩展阻力曲线、阻力曲线的参数、屈服强度和抗拉强度计算材料断裂韧性的参数；

步骤4)、在材料线弹性下计算裂尖张开位移：对材料线弹性下计算裂尖张开位移进行线性修正，得到裂尖张开位移为

步骤5)、根据材料断裂韧性的参数和裂尖张开位移计算在固定内压作用时，不同裂纹深度下的裂尖张开位移；

步骤6)、将不同深度下的裂尖张开位移对应的裂纹深度减去初始裂纹深度，并进行二次多项式拟合则可得到固定压力作用时，裂纹的张开位移与裂纹扩展量的裂纹扩展驱动力曲线；

步骤7)、将裂纹驱动力曲线与裂纹扩展阻力曲线在同一坐标下进行对比分析，两曲线的焦点所对应的裂纹扩展量则为裂纹失稳扩展的临界尺寸；

步骤8)、根据管道临界尺寸和腐蚀速率，则可计算得到管道的实际使用寿命。

2.根据权利要求1所述的一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法，其特征在于，进行断裂阻力测试时单边缺口拉伸试验，缺陷深度a0/W＝0.5，a0为所开缺陷深度，W为单边缺口试验高度。

3.根据权利要求1所述的一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法，其特征在于，裂纹扩展阻力曲线为y＝k1*x^k2，x为裂纹扩展量，k1和k2均常数，k1和k2根据断裂阻力测试获得。

4.根据权利要求1所述的一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法，其特征在于，采用裂尖J积分表示材料断裂韧性的参数，σ_ys为流变应力，σ为环向应力，M为应力比，Ms为膨胀因子，E为弹性模量。

5.根据权利要求4所述的一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法，其特征在于，其中，a为裂纹深度，c为钢管裂纹长度一半。

6.根据权利要求5所述的一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法，其特征在于，环向应力为P为钢管内压，D为钢管外径，t为钢管壁厚。

7.根据权利要求1所述的一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法，其特征在于，初始裂纹深度为0.5倍的壁厚。

8.根据权利要求1所述的一种高压天然气管道断裂临界尺寸及使用寿命评估方法，其特征在于，裂纹扩展量为裂纹实际深度减去原始裂纹深度。