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海底原油输送管道的失效方式

日期:2012-12-26 09:02 人气:

海底管道的荷载比陆上管道的荷载复杂得多,主要分为功能荷载、环境荷载和偶然荷载。管道在安装、试压、维护维修时容易产生建造荷载,其由功能载荷和环境载荷组成。

功能荷载是在管道的建设和运行期间,由于管道存在和使用所引起的荷载,由管道的质量、外物覆盖、外部静水压力、内部压力、介质温度变化、预应力等引起。环境荷载为周围环境作用于管道系统上的荷载,如风载、水动力荷载、波浪和海流荷载等,不属于功能荷载,主要表现为引起管道的振动、受冲击和不稳定。偶然荷载即在异常和意外情况下施加于管道上的荷载,如船舶冲击、锚的拖拉引起的荷载,偶然荷载的发生频率定义为每年每公里小于万分之一。


海底管道所处的自然条件复杂,管道易受潮流、波浪、海床变化等外界环境的影响,引起失效的原因非常多,其失效形式主要表现为以下几方面:

(1)管线破裂。当管线进行压力试验和运行时,管线受内压作用引起管线失效,主要由管道的功能荷载引起。

(2)管线屈曲。有局部屈曲和整体屈曲,局部屈曲较常发生,局部屈曲的失效模式是由管壁应力支配的,通常由弯矩和外压联合作用引起管线压溃和失稳,当外压大于扩展压力时,起始屈曲将沿管道扩展。管线屈曲多发生在安装过程中,或在管线悬跨处产生,由功能荷载、环境荷载联合作用导致。
(3)管线疲劳破坏。在管道寿命年限内的应力波动可以导致疲劳效应直至破坏,如部分自由悬跨管道受到波浪的直接作用,或者因海流、波浪等介质引起管道的振动,长期作用都可能导致管道的疲劳破坏,主要由管道的环境荷载引起。
(4)管线断裂。管道必须具有合理地防止脆裂产生的抗力,并具有足够的抗断裂扩展的能力,这就要求管道的材料、焊接工艺和试验都必须满足规范的要求,管线断裂由多方面因素引起

 

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