[发明专利]一种管道凹陷缺陷的安全评价方法

权利要求书

1.一种管道凹陷缺陷的安全评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.建模

获取相关油气管道参数以及内检测数据，建立管道三维模型，模拟管道内凹陷产生过程；得到不同载荷下的初始凹陷深度值和实际凹陷深度值；

其中，初始凹陷深度为管道回弹前的凹陷深度，实际凹陷深度为管道回弹后的凹陷深度；

步骤2.计算监控阈值D₂和修复阈值D₁

定义管道的缺陷参数为：凹陷深度/管道外径；

根据韧性损伤准则计算凹陷区域的损伤程度，并定义：

当凹陷区域的损伤程度等于1时，管道回弹前的缺陷参数为监控阈值D₂，管道回弹后的缺陷参数定义为修复阈值D₁；

步骤3.修正监控阈值D₂和修复阈值D₁

模拟不同管道运行压力下的监控阈值D₂和修复阈值D₁，拟合得到缺陷参数与管道运行压力的关系式：

D₁’＝f₁(p)

D₂’＝f₂(p)

其中，D₁’和D₂’分别为修正后的修复阈值和监控阈值，p为管道运行压力值；

步骤4.根据监测值判断管道的状态

代入管道的实际运行压力，得到该实际运行压力下修正后的监控阈值D₂’和修复阈值D₁’；

当实际缺陷参数小于修正后的监控阈值D₂’，管道安全；

当实际缺陷参数小于修正后的修复阈值D₁’且大于等于修正后的监控阈值D₂’，需对管道凹陷处加以监控；

当缺陷参数大于等于修正后的修复阈值D₁’，需立即对凹陷管道进行修复。

2.如权利要求1所述的一种管道凹陷缺陷的安全评价方法，其特征在于，所述步骤1中的建模步骤为：

1-1.设置材料参数

将材料工程应力应变转换为真实应力应变：

σ_T＝σ(1+ε)

ε_T＝ln(1+ε)

式中：ε_T—真实应变；ε—工程应变；σ_T—真实应力，单位为MPa；σ—工程应力，单位为MPa；

1-2.建立施痕物模型和管道模型；

1-3.设置边界条件；

1-4.建立分析步，包括：

1-4-1.令施痕物向下按压管道，对管道施加凹陷缺陷；

1-4-2.移除施痕物；

1-4-3.对管道内侧施加均布内压；

1-5.网格划分；

1-6.模型验证。

3.如权利要求1所述的一种管道凹陷缺陷的安全评价方法，其特征在于，所述步骤2中的韧性损伤程度I的计算式为：

其中，为等效应变，为等效应力，σ_m为静水压力，C₁、C₂为材料常数。

4.权利要求1所述的一种管道凹陷缺陷的安全评价方法，其特征在于，所述步骤2中，计算监控阈值D₂和修复阈值D₁时，初始凹陷深度从1％开始依次增加，分别计算管道回弹前和回弹后的最大损伤量，当回弹后的最大损伤量为1时结束计算，记录当凹陷区域的损伤程度等于1时，管道回弹前的缺陷参数为监控阈值D₂，管道回弹后的缺陷参数为修复阈值D₁。