CO2腐蝕玻璃鋼的數(shù)值模擬及壽命預(yù)測(cè).pdf

1、隨著 CO2驅(qū)油技術(shù)的推廣,加快了玻璃鋼石油管道的腐蝕,嚴(yán)重影響了石油工業(yè)的發(fā)展,因此CO2腐蝕玻璃鋼問題亟待解決。以往主要將CO2對(duì)玻璃鋼的腐蝕機(jī)制歸結(jié)為化學(xué)腐蝕,即 CO2與水產(chǎn)生碳酸對(duì)玻璃鋼管道的酸腐蝕。本文通過實(shí)施超臨界CO2流體對(duì)玻璃鋼管道的腐蝕試驗(yàn),研究超臨界CO2對(duì)玻璃鋼管道的氣體腐蝕機(jī)制。
　　本文利用掃描電鏡進(jìn)行CO2對(duì)玻璃鋼管道的腐蝕形貌分析,驗(yàn)證了CO2對(duì)玻璃鋼管道的腐蝕主要是由氣體炸彈造成的物理腐蝕。且隨著

2、腐蝕時(shí)間的延長(zhǎng),玻璃鋼管道試樣的樹脂含量、密度以及環(huán)剛度逐漸降低,試樣空隙率逐漸增加。
　　本文利用有限元軟件 ABAQUS,結(jié)合層合板理論建立 CO2腐蝕玻璃鋼的氣體爆炸模型,模擬具有一定空隙率的玻璃鋼管道在經(jīng)歷瞬時(shí)壓強(qiáng)后管道中應(yīng)力波的分布和傳播,以及管道的支反力分布,借此求得管道的剩余環(huán)剛度。分析有限元模擬結(jié)果可知,瞬時(shí)沖擊使玻璃鋼管道產(chǎn)生花生狀分層破壞,且應(yīng)力分布最大值出現(xiàn)在層合板背面;應(yīng)力波在管道厚度方向上的傳播距離對(duì)應(yīng)于

3、爆炸波在作用時(shí)間內(nèi)傳播的距離;在剛剛施加爆炸載荷時(shí),節(jié)點(diǎn)位移達(dá)到了最大值,隨后會(huì)出現(xiàn)一個(gè)較大的反彈;有限元模擬結(jié)果顯示,隨著管道所受氣體爆炸壓強(qiáng)的增加,管道的支反力下降,導(dǎo)致管道的剩余環(huán)剛度減小,對(duì)比模擬值與試驗(yàn)值,管道環(huán)剛度模擬誤差小于10％。
　　本文結(jié)合壽命分布的威布爾模型和有限元模擬的管道失效數(shù)據(jù),利用最好線性無偏估計(jì)以及似然函數(shù)估計(jì)玻璃鋼管道特征壽命。根據(jù)建立的壽命預(yù)測(cè)方程,得到玻璃鋼管道在溫度為60℃,壓強(qiáng)為8MPa的