圓形鋼質(zhì)輸送管道的碳纖維布修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)研究.pdf

1、油氣輸送管道在服役過(guò)程中由于機(jī)械碰撞及外部荷載等原因常常造成管道溝槽、減薄、孔洞等局部缺陷損傷,這些損傷將會(huì)導(dǎo)致管道的可靠性和耐久性降低。在管道局部缺陷部位會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象,當(dāng)缺陷處的應(yīng)力大于母材的抗拉強(qiáng)度時(shí),該部位將發(fā)生泄漏及破裂失效等問(wèn)題。如何修復(fù)缺陷損傷的管道是油氣輸送部門的一個(gè)重要課題。
　　由于碳纖維復(fù)合材料(CFRP)具有抗拉強(qiáng)度高、彈性模量高、耐高溫、厚度薄、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn),用它來(lái)修復(fù)缺陷管道不僅可以降低管道的更

2、換費(fèi)用,而且節(jié)約時(shí)間、工藝簡(jiǎn)單,是當(dāng)前管道加固行業(yè)比較認(rèn)可的一種加固方法。文章對(duì)壓力管道進(jìn)行了模擬缺陷的CFRP加固試驗(yàn),研究了管道在補(bǔ)強(qiáng)前、加固一層及兩層CFRP的受力性能。試驗(yàn)結(jié)果表明:補(bǔ)強(qiáng)碳纖維布能使缺陷處的應(yīng)力值降低,碳纖維布加固效果明顯;加固兩層CFRP比加固一層CFRP效果更明顯。
　　借助有限元軟件ANSYS對(duì)缺陷壓力管道進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了管道在試驗(yàn)工況下的應(yīng)力分布情況。對(duì)比分析數(shù)值模擬與試驗(yàn)?zāi)M的應(yīng)力曲線,結(jié)果表