بخشی از مقاله
چکیده
خوردگی در لولهها که اهمیت بسزایی در انتقال انرژي دارند، سالانه خسارت هاي سنگینی را متوجه صنایع مختلف از جمله نفت و گاز میکند. وجود عیوبی نظیر خوردگی در خطوط لوله باعث میشود که ظرفیت تحمل فشار آنها در برابر فشار داخلی کاهش یافته و در فشار معینی منجر به نشت سیال و یا حتی سانحه اشتعال یا انفجار گردد.یکی از بزرگترین چالشهاي پیش روي صنایع وابسته به خطوط لوله انتقال نفت و گاز ارزیابی واقعیگرایانه، پیش بینی و نهایتا تخفیف اثرات نامطلوب خوردگی در خطوط لوله تحت شرایط عملیاتی است. تحلیل طول و عمق خوردگی با استفاده از معیارهاي واماندگی و حداکثر فشاري که لوله قادر به تحمل آن است، محاسبه میشود. در انتها نتایج روش اجزاء محدود با نتایج آزمایشگاهی مقایسه میشود.
-1 مقدمه
تعیین ظرفیت تحمل لوله هاي خورده شده موضوع مهم براي محققان مختلف در سراسر جهان است. در اکثر تحقیقات صورت گرفته پیشین، روش هاي مختلف تجربی و نیمه تجربی براي تعیین ظرفیت تحمل لوله هاي خورده شده بر اساس آزمونهاي تجربی وجود دارد. با این حال، این روش ها محافظه کارانه شناخته میشوند و محدود به خواص مواد، هندسه خطوط لوله و هندسه نقص میشوند.
این واقعیت دلالت بر این دارد که هر گونه تغییر در هر یک از این خصوصیات نیازمند توسعه یک مجموعه آزمون بزرگ براي به روز رسانی راه حلهاي تجربی است. در اینجا نقش یک روش ارزیابی جدید که ضمن شبیه سازي دقیق و اصول سطح خوردگی با اطلاعات تجربی نیز سازگاري داشته باشد داراي اهمیت فراوان است. هدف نهایی در این مقاله رسیدن به حداکثر عمر باقیمانده و بیشترین فشار مجاز در خطوط لوله در حال بهره برداري است که خوردگی را تجربه کرده و استحکام آن کاهش یافته است. بنابراین، استفاده از روشهاي شبیه سازي عددي در به دست آوردن نتایج بهتر از تجزیه و تحلیل ساختار با کاهش هزینه ها، ضروري به نظر میرسد.
-2مدل هاى ارایه شده براى سطح خورده شده
در حال حاضر استانداردها و تئوريهاي مختلفی بر اساس مبانی مکانیک شکست و داده هاي تجربی به منظور ارزیابی حداکثر فشار قابل تحمل در خط لوله تدوین شده است که از جمله میتوان به معیار ASME B31G اشاره کرد. تئوري مورد استفاده در این بخش براساس نمونه هاي آسیب دیده است که تحت اثر خوردگی واقعی قرار گرفته اند. عبارات ریاضی مورد استفاده در پیش بینی فشار شکست نیمه تجربی بوده و به وسیله اصول مکانیک شکست قابل اثبات هستند.
فرض اصلی تئوري B31G بر این است که تنش محیطی که بیشترین تنش اصلی در یک لوله است، شکست در اثر فشار داخلی را کنترل میکند. از جمله پارامترهاي موثر در میزان فشار شکست در عیب خوردگی فاکتور ورمکردگی است که به نام فولیاس شناخته می شود و به میزان از بین رفتن ماده در اثر خوردگی بستگی دارد. فشار شکست بر این اساس خواهد بود که در این روابط l, r, t, dmax به ترتیب عبارتند از بیشترین عمق خوردگی، ضخامت، شعاع و طول خوردگی لوله مورد ارزیابی. بیشترین مقدار تنش نیز 10 درصد بیشتر از تنش تسلیم1 در نظر گرفته میشود.
-1-2 معیار B31G اصلاح شده
این روش برخی از محافظهکاريها را با تغییر جریان حد تنش به - SMYS+69MPa - حذف میکند. این تعریف بسیار نزدیک به تعریف مکانیسم شکستگی متعارف تنش جریان یعنی متوسط استحکام تسلیم و نهایی است.[2] این اصلاح از تغییر معادله شکست نتیجه میشود که آن هم وابسته به محدودیت در طول نقص است.
-2-2 مدل سازي سطح خورده شده با معیار RSTRENG
در این روش ارزیابی، سطح خورده شده به صورت مستطیل مدل میشود که داراي طول مجاز و عرضی برابر بیشترین عمق خوردگی است
