高延性输气管道动态断裂韧性判定方法及修正气体压力模式下的数值模拟

摘要

管道轧制、焊接和铺设工艺中形成的缺陷在内部高压气体的作用下发生扩展是导致输气管线开裂的主要原因.防止裂纹在管道上进行快速扩展是防灾减灾的生命线工程.随着现代管道输送工业中钢管韧性等级的迅速提升,原有的经验公式乃至算法大多已不再适用,亟需通过试验和数值模拟探索出新的与高压工况相吻合的扩展与止裂判据,以控制裂纹在管道上扩展的速度和距离.射流场分布及其与管壁撕裂变形的相互作用是数值模拟过程的重点和难点.本文通过一系列的韧性试验校正了现行的管材韧性判定办法,并对不同工况下的裂纹动态扩展以及超声速射流场进行了数值仿真,以建立起一套适用于各种工况的封闭的评价系统.