بررسي اثر تغييرات طول و عمق ترك سطحي نيم بيضوي بر ايمني لوله فولادي انتقال گاز

Effects of surface crack length and depth variations on gas transmission pipeline safety

وجود ترك در بدنه لوله هاي فولادي انتقال انرژي در شرايطي كه ابعاد هندسي ترك از ميزان مشخصي بزرگتر شود، مي تواند خطرناك باشد. جهت بررسي ايمني اين لوله ها، از نمودارهاي ارزيابي آسيب استفاده مي شود. اين نمودارها داراي سه سطح هستند كه در هر سه سطح، ناحيه زير منحني ارزيابي آسيب، ناحيه ايمن و ناحيه خارج آن غيرايمن مي باشند. در اين مقاله براي اولين بار در ايران، ايمني لوله پرفشار انتقال گاز با ترك سطحي (نوع API X65 با قطر خارجي 48 اينچ) تحت فشار داخلي ثابت 7 مگاپاسكال در دو حالت بررسي شده است. در حالت اول عمق ترك ثابت 8 ميلي متر و طول ترك متغير (100، 130، 160، 190، 220، و 250 ميلي متر) و در حالت دوم ترك با طول ثابت 150 ميلي متر و عمق ترك متغير (3، 5، 7، 8، 9، و 10 ميلي متر) درنظر گرفته شده است. با مدل سازي كامپيوتري لوله ترك دار در نرم افزار آباكوس و استفاده از معادلات استاندارد BS7910، موقعيت نقاط در نمودار ارزيابي آسيب مشخص مي شود. نتايج تحليل حاضر نشان داد در عمق ترك ثابت 8 ميلي متر، طول ترك بحراني 220 ميلي متر و در طول ترك ثابت 150 ميلي متر، عمق ترك بحراني 9 ميلي متر مي باشد.

Steel pipes with different cracks may be unsafe if the geometry of crack is larger than a specific size. The failure assessment diagrams are widely used to investigate the safety of such cracked pipes. These diagrams include three levels, in each of which the area under the failure assessment curve is the safe area, where as the outer area is unsafe. In this study, the APIX65 gas transmission pipe with 48 inches outside diameter (commonly used in Iranʹs energy transmission lines) is investigated under constant internal pressure of 7 MPa for the first time in Iran. In order to analyze the critical crack length, a pipe with fixed crack depth of 8 millimeter and crack lengths of 100, 130, 160, 190, 220 and 250millimeter is considered. Similarly, for analyzing the critical crack depth, a pipe with fixed crack length of 150 millimeter and crack depths of 3, 5, 7, 8, 9 and 10 millimeter is assumed. Using ABAQUS modeling and standard BS7910 equations, the location of loading points is investigated in failure assessment diagram. The results indicated that, in the case of fixed crack depth (8 millimeter), the critical crack length was220 millimeter. For the case of fixed crack length (220 milimeter), a critical crack depth of 9 millimeter was obtained.