خرابی خمیری پیش رونده در لوله های فولادی فراساحل دارای قرشدگی تحت بارگذاری تناوبی محوری
چکیده
قطع و وصل جریان در حین بهره برداری از خطوط لوله فولادی انتقال نفت وگاز فراساحل، نیروهای تناوبی محوری کشش و فشار در خط ایجاد می کند که می توانند منجر به چین خوردگی، کمانش و یا خرابی خمیری پیش رونده در این خطوط شوند. این نوع از کاهش مقاومت موضعی غالباً بوسیله ناراستی های اولیه و خرابی های موجود در خط لوله تشدید می شود. از طرفی آسیب های ایجاد شده در خطوط لوله غیر مدفون مانند قرشدگی ناشی از عملیات حفاری، برخورد ابزارهای کششی در راستای افقی و مایل و یا برخورد لنگر کشتی در راستای قائم و دیگر وسایل تاثیر به سزاییبر ایمنی و عمر بهره برداری خطوط لوله دارد. در این تحقیق با استفاده از دو روش عددی و آزمایشگاهی،تاثیر قرشدگی به شکل کروی بر پدیده خرابیخمیری پیش رونده در خطوط لوله های فراساحل تحت بارگذاری تناوبی محوری مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها بر روی لوله ای از درجه x70 و نسبت قطر به ضخامت(d/t) 22انجام شده است. دو دسته کلی آزمایش بر روی نمونه های کوچک مقیاس انجام شده است.این نمونه ها به دو گروه سالم و دارای قرشدگی تقسیم بندی شده و به صورت جداگانه تحت بارگذاری یک سویه و تناوبی قرار گرفته اند. قرشدگی ایجاد شده در نمونه های آزمایشگاهی دارای عمق های نسبی 6و 12 و 18 % درصد بوده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که در نمونه های دارای قرشدگی امکان بروز خرابی پیش رونده به میزان زیادی تشدید می شود. در نمونه دارای قرشدگی،در شرایط بارگذاری یکسان نسبت به لوله سالم، نرخ رشد کرنش خمیری پیش رونده افزایش چشمگیری از خود نشان می دهد. در این حالت تعداد تناوب های بار محوری قابل تحمل در لوله های دارای قرشدگی به شکل قابل توجهی نسبت به لوله سالم کاهش یافته اند. با استفاده از مدل اجزاء محدود، آزمایش های انجام شده بر روی نمونه های سالم و دارایقرشدگی تحت بارهای یک سویه و تناوبی شبیه سازی شده اند. مشاهده شده است که، اگر مشخصات غیرخطی و سخت شوندگی مصالح با دقت خوبی تعریف شوند (با استفاده از آزمایش خواص مواد)، می توان به انطباق نسبتاً خوبی بین مدل عددی و نتایج آزمایشگاهی دست یافت. در ادامه به مطالعه پارامترهای مختلف و تاثیر گذار بر روی پدیده خرابی پیش رونده، در لوله های سالم و دارای قرشدگی پرداخته شده است. پارامترهایی همچون، مقدار کرنش آغازین، دامنه بارگذاری تناوبی،عمق قرشدگی و نسبت قطر سنبه به قطر لوله(d/d) مورد ارزیابی قرار گرفته اند.