ارزیابی و مقایسه فشار ترکیدن لوله‌های خورده شده بر مبنای مدل اجزاء محدود برای فولادهای با مقاومت متوسط و بالا

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی عمران دانشگاه زابل

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه زابل

3 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه زابل

چکیده

لوله‏های فولادی به‌عنوان یکی از پرکاربردترین سازه‌ها جهت انتقال نفت و گاز به شمار می‌روند. عمدتاً کاهش مقاومت به‌واسطه خوردگی، بسته به محل عبور آن‌ها و نیز شرایط محیطی موجب کاهش عملکرد صحیح آن‌ها در طول دوره بهره‌برداری می‌گردد. در این مقاله، فشار ترکیدن لوله‌های خورده شده با استفاده از روش اجزاء محدود غیرخطی بر مبنای مدل مصالح Ramberg-Osgood در سه سطح کرنش تسلیم 1 ، 5/0 و 2/0 درصد ارزیابی شده است. صحت مدلسازی اجزاء محدود برای 40 داده‌ی واقعی آزمایشگاهی از انواع لوله با فولادهای با گرید متوسط و بالا مانند X60، X65،X80 و X100 با روابط تجربی و آیین‌نامه‌ای قیاس گردیده است. فشار ترکیدن مطابق با تحلیل اجزای محدود از تلاقی حداکثر تنش حاصله از سه نقطه داخل، خارج و میانه در محل خورگی لوله تخمین زده شده است. خوردگی به‌صورت بیضوی شکل در مدل اجزاء محدود در نظر گرفته شده است. آماره‌های قیاسی همانند مجذور میانگین مربعات خطا، میانگین قدر مطلق خطا، شاخص همبستگی و ضریب کارایی استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که مدل‌های اجزاء محدود نسبت به مدل‌های تجربی از دقت بالایی برخوردار بوده و بهترین حالت مدل‌سازی غیرخطی فشار ترکیدن لوله‌های خورده شده با استفاده از مدل Ramberg-Osgood با کرنش تسلیم 2/0 درصد حاصل شده است. در این مدل مجذور میانگین مربعات خطا با مقدار 329/1، میانگین قدر مطلق خطا 113/1 شاخص همبستگی با مقدار 912/0، ضریب کارایی با مقدار 813/0 بهترین نتایج را نسبت به سایر مدل‌ها داشتند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

evaluation and compression of burst pressure for high(mid)-grade corroded pipelines using finite element model

نویسندگان [English]

  • Behrooz Keshtegar 1
  • Mohhamad Ali Sharaki Nader 2
  • Mahmoud Reza Hossieni Tabatabaie 3
1 Dept. Civil Eng. university of Zabol, Zabol. Iran
2 Dept. Civil Engineering, university of Zabol, Zabol, Iran
3 Dept. Civil Engineering, University of Zabol, Zabol, Iran
چکیده [English]

steel pipes are the commonly structures for transferring the oil and gas productions. Generally, the safe performances of these structures are reduced under the corrosion defects which are created on the pipes based experimental conditions or soil proprieties at reversibility time. in this paper, the corroded burst pressures of the mid-high grade steel pipes are computed using the nonlinear analysis by finite element models. the martial properties of steel are simulated using Ramberg-Osgood nonlinear model with three ultimate strains of 1%, 0.5% and 0.2%. the accuracy of the finite element models are compared with several empirical models and code design relations for 40-experimental data set for various types of corroded pipes as X60, X65, X80 and X100. root mean square error, correlation coefficient, agreement index and efficient factor are used to compare the performances of the models. it can be conducted that the finite element models are provided the accurate predictions for corroded burst pressure compared to the empirical models and the nonlinear martial proprieties with the yield strain of 0.2% is shown the best finite element results. in this FE model, the best comparative results for RMSE/MAS/R2 and d are receptively 329.1/113.1/0.912 and 0.813.

کلیدواژه‌ها [English]

  • corroded pipes
  • finite element model
  • burst pressure
  • Ramberg-Osgood model