海洋管道全尺寸疲劳试验技术的研究现状与发展趋势

海洋管道焊接接头的疲劳性能关系到焊接结构的安全性和经济性,考虑到疲劳计算、抗疲劳设计和小尺寸疲劳试验在管道疲劳寿命评定分析中的局限性与不足,管道全尺寸疲劳试验技术越来越受重视。近年来,随着电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术的迅速发展,管道全尺寸疲劳试验技术也取得了很大进展。文章从海洋管道焊接结构的力学特性,英国、日本、巴西、挪威及国内海洋管道全尺寸疲劳试验技术的研究现状等介绍了该领域的发展状况,并为国内该试验技术的发展方向提出参考意见。

基于断裂力学的海洋管道焊接接头疲劳寿命计算

在复杂的海洋环境中,海洋管道焊接接头是管道结构中容易发生疲劳失效的薄弱环节,对焊接接头的疲劳寿命进行预先计算和评估关乎整个管道系统的安全性和经济性。应用断裂力学方法分析了海洋管道焊接接头疲劳失效的规律,根据疲劳裂纹形成机理,推导出了疲劳裂纹扩展的萌生阶段、稳定扩展阶段的疲劳寿命数学计算表达式,进而计算出焊接接头的疲劳寿命。以X65海洋管道为例,对其进行了全尺寸疲劳寿命试验,并通过理论公式和试验结果相结合,得到了不同应力水平下海洋管道焊接接头疲劳寿命计算式。通过验证得出公式能够较准确得出疲劳寿命值,且能很好地预测X65海洋管道焊接接头疲劳寿命。为海洋管道焊接接头疲劳寿命判断提供了理论基础,同时为海洋管道焊接接头的检修工程安排提供了时间参考。