[发明专利]一种腐蚀管道Folias膨胀系数计算内压荷载的方法

摘要

一种腐蚀管道Folias膨胀系数计算内压荷载的方法，其属于管道施工技术领域。在考虑腐蚀长度和腐蚀深度对腐蚀管道Folias膨胀系数的影响，通过有限元对不同腐蚀工况的模拟，对计算结果进行统计和拟合，得到不同腐蚀长度下Folias膨胀系数的计算方法。利用该膨胀系数的计算方法计算得到腐蚀管道减速比，结合完好管道极限内压荷载，得到腐蚀管道极限内压计算方法。

主权项

1.一种腐蚀管道Folias膨胀系数计算内压荷载的方法，其特征在于，包括以下步骤：A)完整管道极限载荷的确定基于Tresca准则和Mises准则的完好管道的极限内压荷载:式中:当采用Tresca准则C＝1；当采用Mises准则D为管道外径，t为管道壁厚，σ_u为工程应力的极限值，n为强化指数；得到开放完整管道极限内压荷载：其中：D为管道外径，t为管道壁厚，σu为工程应力的极限值，n为强化指数；B)确定腐蚀轴向投影参数α腐蚀管道的减速比为：其中：A₀为原始面积，A为腐蚀缺陷的轴向投影面积，M为Folias膨胀系数；α为腐蚀轴向投影参数；假设M为定值，d为腐蚀坑腐蚀深度，因此减速比的下限由决定，考虑到α∈[0,1]，因此当α＝1时，取得最小值0。因此参数α的取值定为1。C)确定Folias膨胀系数M在考虑腐蚀深度和腐蚀长度对腐蚀管道膨胀系数影响的基础上，通过对不同腐蚀深度、不同腐蚀长度和不同腐蚀宽度的工况进行有限元计算，对计算结果进行统计和数据拟合，得到腐蚀管道膨胀系数计算公式：其中：L为腐蚀长度，D为管道发生变形前的外直径，t为发生变形前的管道厚度，C0和C1为拟合参数。C1＝1D)腐蚀管道的内压荷载Pc其中，A₀为原始面积，A为腐蚀缺陷的轴向投影面积，M为Folias膨胀系数；α为腐蚀轴向投影参数；将P0、M和参数α代入以上公式，得到腐蚀管道的内压荷载：式中，其中：D为管道外径，d为腐蚀坑深度，t为管道壁厚，σu为工程应力的极限值，n为强化指数；M为Folias膨胀系数；考虑到管道在基于Tresca屈服准则下，计算得到的内压荷载是极限内压下限，为保证腐蚀管道的安全性，封闭腐蚀管道极限内压采用Tresca屈服准则进行计算，即参数C取值为1；开放腐蚀管道极限内压计算时，参数C取值4/3。