裂纹尖端张开角及在输气管线止裂预测中的应用

doi:10.7623/syxb200304023

石油学报 ›› 2003, Vol. 24 ›› Issue (4): 99-102,107.DOI: 10.7623/syxb200304023

裂纹尖端张开角及在输气管线止裂预测中的应用

冯耀荣¹, 庄茁², 庄传晶¹, 由小川², 霍春勇¹

1. 中国石油天然气集团公司管材研究所, 陕西西安, 710065;
2. 清华大学工程力学系, 北京, 100084

收稿日期:2002-02-05 修回日期:2002-11-06 出版日期:2003-07-25 发布日期:2010-05-21
作者简介:冯耀荣,男,1960年9月生,1982年毕业于西安交通大学金属材料及热处理专业,2002年获西安交通大学材料学专业博士学位,现为中国石油天然气集团公司管材研究所总工程师,石油管力学和环境行为重点实验室主任、教授级高级工程师,主要研究方向为油气输送管与管线及油井管与管柱的失效分析、预测及预防.
基金资助:
中国石油天然气集团公司应用基础研究项目(2000J3-02)资助.

Crack tip opening angle and its application to crack arrest in gas pipeline

FENG Yao-rong¹, ZHUANG Zhuo², ZHUANG Chuan-jing¹, YOU Xiao-chuan², HUO Chun-yong¹

1. Tubular Goods Research Center, CNPC, Xi'an 710065, China;
2. Engineering Mechanics Department, Tsinghua University, Beijing 100084, China

Received:2002-02-05 Revised:2002-11-06 Online:2003-07-25 Published:2010-05-21

摘要/Abstract

摘要： 介绍了一种近年来新发展的输气管线断裂控制参量——裂纹尖端张开角(CTOA)的计算模型及方法.国际上计算输气管线动态断裂与止裂的PFRAC软件中视裂纹扩展速度为常数.针对这一问题,利用Alliance管线的实物爆破试验结果,通过分析和模拟提出了一种新的输气管线裂纹扩展速度的衰减模式,并引入到PFRAC计算程序中.采用改进的计算方法和程序,结合西气东输管线,研究了CTOA与止裂长度的关系,分析了输送压力、管材壁厚等因素对西气东输管线动态断裂及止裂的影响.裂纹尖端张开角可用于中国管道动态延性裂纹和止裂的定量评价.

关键词: 输气管线, 断裂控制, 动态断裂, 止裂, 裂纹尖端张开角, 断裂速度, 衰减模式, 西气东输管线

Abstract: The calculating model and method for crack tip opening angle (CTOA) were introduced.A new decay model for propagation speed of crack on gas pipeline was proposed with fitting and analyzing the burst test results of Alliance pipeline.The model was incorporated in the PFRAC program.The relationship between CTOA and crack-arrested length,the effects of operating pressure and wall thickness of pipeline on dynamic fracture and arrest of the west-east gas transmission pipeline in China were analyzed by the use of modified PFRAC program.

Key words: gas transmission pipeline, fracture control, dynamic fracture, crack arrest, crack tip opening angle, fracture speed, decay model, west-east gas transmission pipeline

中图分类号:

TE88

冯耀荣, 庄茁, 庄传晶, 由小川, 霍春勇. 裂纹尖端张开角及在输气管线止裂预测中的应用[J]. 石油学报, 2003, 24(4): 99-102,107.

FENG Yao-rong, ZHUANG Zhuo, ZHUANG Chuan-jing, YOU Xiao-chuan, HUO Chun-yong. Crack tip opening angle and its application to crack arrest in gas pipeline[J]. Editorial office of ACTA PETROLEI SINICA, 2003, 24(4): 99-102,107.

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[2]	刘良治. 输气管线压气站站距计算[J]. 石油学报, 1985, 6(2): 117-120.

裂纹尖端张开角及在输气管线止裂预测中的应用

Crack tip opening angle and its application to crack arrest in gas pipeline

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