بررسي اثرات كمانش گيرها در جلوگيري از انتشار ديناميكي كمانش در خطوط لوله دريايي

Investigation into the Effects of Buckle Arrestors on the Arresting of Dynamic Buckle Propagation in Pipelines

يك خط لوله از جمله سازه هايي مي باشد كه در طراحي آنها معمولا پايداري، نقش مهمي را ايفا مي كند. به علت اعمال نيروي بيش از حد به نقطه اي از لوله، احتمال وقوع كمانش موضعي وجود دارد. يكي از راه هايي كه بتوان مطمين شد كه كمانش در اثر ايجاد خرابي موضعي انتشار نمي يابد، نصب متوالي كمانش گيرها در طول خط لوله است، كه باعث مي شود كمانش منتشر شده، تنها در فاصله بين دو كمانش گير باقي بماند. فاصله بين دو كمانش گير معمولا به صورت سعي و خطا (مثلا در طول مراحل تعمير) تعيين شده و معمولا بين 240-90 متر متغير است. در تحليل هاي غيرخطي، هر دو رفتار غيرخطي هندسي و مصالح منظور شده است. فاصله بين كمانش گيرها با در نظرگيري نسبت هاي مختلف قطر به ضخامت لوله (D/t)، ضخامت كمانش گير به ضخامت لوله (h/t) و طول كمانش گير به قطر لوله (L_a/D) در فشارهاي مختلف ( شامل فشار گذر كمانش از كمانش گير و فشار توقف كمانش) تعيين گرديده است.

It is undeniable that instability plays a significant role in the design of pipelines. Local buckles induced by excessive force on specific part of pipeline can locally reduce the collapse pressure of a pipeline and cause local failure. Periodic placement of buckle arrestors along the pipeline can ensure that collapse only effect the length of pipe between two arrestors on either side of the initiation site. Arrestor spacing is usually derived by specific practical considerations on the particular line (e.g. installation and repair procedure) but typically spacing of 90-240m has been used. In the present study, the propagation and arresting of dynamic buckle are modeled using the finite element method. For the post buckling analysis, the material and geometrical nonlinearity are considered. The effects of arrestor spacing on cross over pressure have been evaluated for different diameter to thickness ratio of pipeline (D/t), arrestor’s thickness to pipe’s thickness ratio (h/t), and arrestor’s length to pipe’s diameter ratio (La/D).