科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
埋地管道是远距离油气输送的主要方式之一。然而，由于长时间服役，复杂的土壤环境会导致埋地钢管产生以点蚀凹坑为主的腐蚀损伤，严重威胁压力管道的安全运行。纤维增强树脂基复合材料因其高弹性、高强度、抗腐蚀的优良性能常被用来修复缺陷管道。为了减小点蚀缺陷管道的内压载荷损伤，考察碳纤维复合材料对点蚀缺陷管道的补强效果，针对0°和90°铺层的T300-3K平纹碳纤维树脂基复合材料，开展了拉伸试验研究，结合拉伸断口的扫描电镜(SEM)分析探究了平纹碳纤维复合材料的失效形式；采用ANSYS有限元方法，研究了不同尺寸、轴向或环向分布的椭球形点蚀缺陷对管道应力状态的影响，分析了不同缺陷深度对碳纤维补强效果的影响。结果表明，T300-3K平纹碳纤维复合材料在0°和90°铺层方向的力学性能及微观形貌相近；其拉伸失效以碳纤维断裂与树脂基体开裂为主，伴随有少量的粘结界面失效；椭球形缺陷长短轴比值越小、相邻缺陷间轴向距离越大或环向距离越小，管道缺陷处应力越小，当两缺陷间距增大到一定程度时，管道缺陷处应力将接近单个缺陷管道；碳纤维补强效果随缺陷深度的增加逐渐提高，当相对深度为0.8时，管道应力降低19.24%,补强效果最好。
-
单位江苏省特种设备安全监督检验研究院
