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题名复合材料增强管线钢管补口固化应变研究
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作者
丁楠
张冬娜
周志成
朱永凯
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机构
中国石油集团工程材料研究院有限公司
南京航空航天大学自动化学院
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出处
《石油管材与仪器》
2023年第1期88-91,共4页
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基金
中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目“大口径天然气管道建设关键技术研究”(编号:2019B-3011)。
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文摘
采用差示扫描量热仪(DSC)研究了单向纤维预浸带在不同升温速率、不同恒温温度下的固化行为。设计并制造了一个复合材料增强管线钢管(CRLP)补口试样,将4个光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器埋入相邻两层补口预浸带的层间,进而测试了加热固化对复合材料层轴向应变和环向应变的影响。测试结果表明:基于固化过程中复合材料层内部的应变变化,可以判断固化反应的进行程度。FBG可以准确测试复合材料层内部的残余应变。使用单向纤维预浸带对CRLP接头进行补口,最终形成的复合材料层中会形成残余收缩应变,环向残余应变约0.045%,轴向残余应变约0.35%。
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关键词
复合材料增强管线钢管
光纤光栅
固化
应变
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Keywords
composite reinforced line pipe
FBG
curing
strain
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分类号
TE973
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名一种改进的CRLP最大许用操作压力设计方法
被引量：2
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作者
王言聿
郭旭
成志强
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机构
西南交通大学力学与工程学院·应用力学与结构安全四川省重点实验室
国家管网集团北方管道公司管道科技研究中心
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出处
《油气储运》
CAS
北大核心
2021年第2期215-221,227,共8页
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基金
教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目“金属蜂窝挤压成形、烧结的数值模拟与实验研究”,20110184110017。
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文摘
与传统管线钢管相比,复合材料增强管线钢管(CompositeReinforcedLinePipe,CRLP)具有承压能力高和质量轻等优势,但对其压力设计的研究尚不充分。CSAZ662-2015《油气管道系统》和GB/T35185—2017《石油天然气工业用复合材料增强管线钢管》中最大许用操作压力的设计思路不同,且设计结果差别较大。针对此问题,基于组合薄壁圆筒模型对承压CRLP进行分析,对最大许用操作压力下材料的名义许用应力和真实许用应力进行了区分,进而导出真实许用应力的显式表达形式,并以此作为设计安全裕度的评价指标。分析表明:现有规范和标准中的设计公式均无法保证管线钢和复合材料的真实许用应力为常量,对应两种设计方法,各组分材料的真实许用应力均随CRLP规格差异而发生变化,并且随着试压/预应力处理的历程而改变。基于上述分析和CRLP极限状态下的承载特征,提出一种改进的压力设计方法。新方法优先保证复合材料的真实许用应力为常量,并可由设计系数直接确定;在最大许用操作压力的计算中,考虑了加载历程的影响,物理意义明确。算例表明,其设计安全裕度较现有方法更为合理,对于CRLP压力设计的改进有参考价值。
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关键词
复合材料增强管线钢管
最大许用操作压力
设计安全裕度
真实许用应力
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Keywords
composite reinforced line pipe
maximum allowable operating pressure
design safety margin
true allowable stress
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分类号
TE88
[石油与天然气工程—油气储运工程]
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题名复合材料增强管线钢管压力设计新方法
被引量：2
- 3
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作者
王言聿
成志强
郭旭
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机构
西南交通大学力学与工程学院
中国石油天然气股份有限公司管道分公司管道科技研究中心
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出处
《石油学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第8期1025-1032,共8页
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基金
教育部高等学校博士学科点科研基金专项(20110184110017)资助。
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文摘
复合材料增强管线钢管(CRLP)是一种具有高承压能力的新型管道,其应用日趋广泛,但相应的管道压力设计方法尚不完善。对现有规范的分析表明,现有压力设计模式已不适合组合型管道。通过以CRLP平均环向应变作为设计的显式失效判据,并区别不同工况下的失效模式,确定相应的安全系数。基于组合薄壁圆筒模型,分别导出了是/否进行预应力处理的压力设计公式。压力设计公式考虑了CRLP几何尺寸、管线钢和复合材料力学性能对设计压力的影响。算例分析表明,对于未经过预应力处理而直接投用的CRLP,主要的失效模式是试压过程中产生过量残余变形;而对于进行过预应力处理的CRLP,主要失效模式转变为工作压力下的蠕变破坏。预应力处理可以一定程度上提高CRLP的设计压力,并有助于充分利用复合材料的承载能力。
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关键词
复合材料增强管线钢管
设计压力
预应力处理
失效模式
残余应变
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Keywords
composite reinforced line pipe
design pressure
autofrettage
failure mode
residual strain
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分类号
TE973.1
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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