卷管鋪設(shè)復(fù)合管環(huán)焊縫的工程臨界評估方法研究

大變形海底管道作為長距離深海油氣運輸?shù)闹饕d體，其性能非常重要。Reel-lay卷管鋪設(shè)方法是在傳統(tǒng)的S型和J型鋪管技術(shù)發(fā)展而來的可以陸上焊接的鋪管技術(shù)，在卷管和鋪設(shè)過程中管道會受到超過屈服強(qiáng)度的較大塑性變形，超出了常規(guī)意義上金屬材料的力學(xué)應(yīng)用范圍，因此需要對管道的安全性進(jìn)行工程臨界評估(ECA)。含缺陷金屬材料在塑性階段的力學(xué)評估研究對于大變形海底管道的應(yīng)用至關(guān)重要。工程臨界評估常用方法包括EPRI法、參考應(yīng)力法和參考應(yīng)變法。目前國際上現(xiàn)有的ECA評估標(biāo)準(zhǔn)大多是以參考應(yīng)力法作為理論基礎(chǔ)，按照該評估方法得到的評估結(jié)果往往過于保守，對于實際工況的考慮不夠完善。本研究在現(xiàn)有國際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上考慮了服役過程中內(nèi)壓對管道斷裂評估的影響，也考慮了復(fù)合管內(nèi)襯層、匹配焊縫、坡口角度、根部間隙等因素對斷裂評估的影響，對參考應(yīng)力法和參考應(yīng)變法予以改進(jìn)，使評估的條件更加接近實際工況。 2100433B

海底管線是海上油氣田開發(fā)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，發(fā)展深水復(fù)合管卷管鋪設(shè)技術(shù)是我國開發(fā)南海油氣資源的迫切需求。在卷管鋪設(shè)和高溫高壓運行階段，管線經(jīng)歷多次塑性應(yīng)變循環(huán)，可能引起環(huán)焊縫焊接缺陷長大，危及管線安全?，F(xiàn)有完整性規(guī)范沒有專門針對復(fù)合管環(huán)焊縫的工程臨界評估（ECA）方法，而對現(xiàn)有方法改良后使用的評估結(jié)果往往過于保守，導(dǎo)致過度的缺陷返修，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)浪費。本項目擬針對卷管鋪設(shè)復(fù)合管環(huán)焊縫焊接缺陷，綜合利用彈塑性斷裂力學(xué)、疲勞力學(xué)、損傷力學(xué)與計算科學(xué)等理論與方法，結(jié)合數(shù)值模擬、試驗測試與理論分析等手段，考慮循環(huán)大塑性應(yīng)變條件，研究環(huán)焊縫強(qiáng)度匹配、內(nèi)壓、焊接錯邊和焊接殘余應(yīng)力的耦合影響機(jī)制，分別研究建立表面缺陷、近表面埋藏缺陷和深埋缺陷的參考應(yīng)力計算方法、埋藏缺陷裂紋阻力曲線構(gòu)造方法和ECA程序有效性驗證方法，并與現(xiàn)有規(guī)范的ECA評估體系相耦合，形成完整的卷管鋪設(shè)復(fù)合管環(huán)焊縫ECA評估方法。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了內(nèi)覆或襯里耐蝕合金復(fù)合管道環(huán)焊縫焊接工藝評定規(guī)則、試驗及評定方法和合格指標(biāo)。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于油氣田地面建設(shè)工程中內(nèi)覆或襯里耐蝕合金復(fù)合管道環(huán)焊縫焊接工藝評定。

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厚壁卷管與無縫鋼管相比較具備有：價格低廉、交貨迅速、厚壁卷管打破無縫鋼管規(guī)格固定的弊端等。