Page 103 - 无损检测2023年第六期

孙贺斌, 等:

基于仿真模拟的未焊透缺陷管道安全评价

图4 不同工况未焊透缺陷处的 VonMises应力云图

表5 各工况下管通所受弯矩载荷
工况 缺陷深度C / mm M max kN · m )
/(
S1 0.2 0.782
S2 0.6 0.913
S3 0.8 1.010
S4 0.85 1.037
S5 1.0 1.107

图6 不同深度处未焊透缺陷的评价指标
输油管道的服役安全性影响较弱, 可以继续服役。

未焊透缺陷深度增加至0.85mm 时, 安全评价指标

达到其临界数值( 0.44 ), 故认为深度超过0.85mm
时, 未焊透缺陷将会严重影响管道的正常安全运行。
未焊透缺陷尖端通常存在应力集中, 可能诱发裂
纹, 形成裂纹尖端的应力场, 为了进一步确保输油管
图5 未焊透缺陷深度与应力的关系曲线

道运行的安全性及稳定性, 针对裂纹展开安全评价。
评价指标E 可定义为

P 2 M 2 5 裂纹安全评价
+
E = , E ≤0.44 ( 13 )
P LS
M LS
根据断裂力学知识对裂纹尖端应力场进行分析,
式中: P 为内压; M 为弯矩。
由断裂力学公式可知, 裂纹前端附近应力场的强弱主
由图 6 可知, 随着未焊透缺陷深度的增加, 安
全评价指标 E 逐渐增大。未焊透缺陷深度不大于 要取决于一个力学参数( 应力场强度因子 K I ), 即
0.6时, 安全评价指标小于0.44 , 此时未焊透缺陷对 K I= Yσa ( 14 )
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2023年 第45卷 第6期
无损检测