考虑焦耳—汤姆逊效应的输气管道安全止裂韧性预测模型研究

摘要

系统分析了高压输气管道止裂韧性预测模型,现有的预测模型都没有考虑高压气体泄漏过程产生的焦耳—汤姆逊(J-T)效应,经过计算和实验数据表明,10MPa、15°C运行工况下,泄漏产生J-T效应导致的温降幅度超过33°C,温度降低,管材韧性随之下降,如果不考虑J-T效应,预测结果普遍偏低,不能保证管道设计的安全性.经过理论推导,得出J-T效应影响因子修正系数μ,对ISO3183-2007《石油天然气工业管道输送系统用钢管》中的止裂韧性预测方法Battelle进行修正,对比实验结果表明,J-T效应影响因子修正系数μ的预测结果较为安全.相较于其他影响因素的修正,J-T效应因素的修正具有严格的理论基础,可以预测不同运行工况下的止裂韧性,普适性较强.