含有相互作用腐蚀群的管道在复杂荷载作用下的破坏机理和承载力评估

金属管道腐蚀是不可避免的，腐蚀是管道破坏的主要因素之一。准确评估腐蚀管道剩余强度是保证管道安全运行的前提，也是对既有管道是否需要更换进行决断的依据。针对目前含有多个腐蚀缺陷（腐蚀群）的管道在内压、轴向力和弯矩联合作用下的破坏机理和极限承载力缺乏统一的分析理论和评价方法的局面，本课题旨在通过对关键科学问题-含有多个腐蚀缺陷管道在复杂荷载联合作用下的灾变过程开展研究。采用理论分析、全尺寸实验和数值仿真相结合的研究手段，预期取得如下研究成果：揭示含有腐蚀群缺陷管道的破坏机理；通过确定腐蚀群间发生互相影响的最小距离，提出管道腐蚀群间的相互作用准则；建议考虑腐蚀群间相互作用的管道极限承载力计算公式；建立含有腐蚀群缺陷管道的评价方法。本项研究不仅可以避免管道破坏造成的巨大直接和间接损失，也可以减少因不必要的管道更换带来的材料和资金的浪费，对建设安全和节约型社会具有重要的理论意义和实用价值。

金属管道腐蚀是不可避免的，腐蚀是管道破坏的主要因素之一。针对目前腐蚀管道在内压、轴向力和弯矩联合作用下的破坏机理和极限承载力缺乏统一的分析理论和评价方法的局面，本课题旨在通过对关键科学问题-含有腐蚀缺陷管道在复杂荷载联合作用下的灾变过程开展研究。. 采用理论分析、全尺寸实验和数值仿真相结合的研究手段，取得如下研究成果：（1）研发了复杂荷载动静试验机，用于开展全尺寸管道破坏试验。该设备性能为：最大内压50MPa，最大轴向拉力2000kN，最大轴向压力6000kN，最大弯矩1500kN m。（2）揭示腐蚀管道在内压、轴力和弯矩荷载联合作用下的破坏机理。（3）基于有限元分析，提出管道腐蚀群间的相互作用准则，判别腐蚀群间的相互对腐蚀管道极限内压的影响。与已发表的其他准则进行对比，建议的新准则能够得到最佳判别，特别是对于由长腐蚀缺陷构成的腐蚀管道。（4）基于管道全塑性失效模式假设，得到腐蚀管道弯曲承载力的解析解。当腐蚀缺陷形状已知情况下，得到一组腐蚀管道在内压和轴力联合作用下的弯曲承载力的解析解。（5）分别提出了预测含有腐蚀群管道和复杂形状腐蚀管道的极限内压的确定方法。采用该方法的计算结果与试验结果拟合很好。. 本项研究不仅可以避免管道破坏造成的巨大直接和间接损失，也可以减少因不必要的管道更换带来的材料和资金的浪费，对建设安全和节约型社会具有重要的理论意义和实用价值。