مدل سازي اجزا محدود كمانش عمودي خطوط لوله دريايي مدفون

Finite Element Modeling of Upheaval Buckling of Buried Submarine Pipelines

ك خط لوله شامل هيدروكربنهاي گرم در اثر افزايش دما و يا اثرات اصطكاك در طول كيلومترها از خط لوله، دچار انبساط طولي ميشود و تنش فشاري محوري در ديواره لوله بهوجود ميآيد. چنين نيروهاي فشاري ميتواند منجر به كمانش جانبي در صفحه بستر دريا و يا كمانش در صفحه عمودي شود. كمانش عمودي بهطور كلي در لولههاي مدفون رخ ميدهد. زيرا براي لوله راحتتر است كه در برابر وزن و مقاومت در برابر مواد پوشاننده، به سمت بالا حركت كند به نسبت آنكه در مقابل مقاومت خاك در دو طرف ديواره، بهطور جانبي حركت كند. در اين تحقيق به مطالعه كمانش عمودي خطوط لوله دريايي مدفون تحت اثر حرارت و فشار داخلي پرداخته شد. جهت اطمينان از صحت مدلسازي، ابتدا مدل اجزا محدود كمانش عمودي لوله، با استفاده از نرم افزار ABAQUSمدل شد، سپس نتايج حاصله با نتايج بهدست آمده از مطالعات Wangو همكاران ) (2011مقايسه گرديد. مدلي بر مبناي آيين نامه ALAتوسط نرم افزار ABAQUSارايه شد و سپس تاثير دامنه نقص اوليه بر كمانش عمودي بررسي شد. از نتايج گرفته شده افزايش دماي شروع كمانش در مدل با دامنه نقص اوليه 0/02متر بهترتيب به ميزان % 8/1% ،3/79و % 15/99نسبت به مدلها با دامنه نقص اوليه 0/1 ،0/05و 0/2متر است.

A pipeline containing hot hydrocarbons will expand longitudinally on account of the rise in temperature or frictional effects over a kilometer or so of pipeline and compressive axial stress will be set up in the pipe-wall. Such compressive forces can lead to either lateral buckling in the plane of the seabed or buckling in a vertical plane. Upheaval buckling generally occurs in trenched and buried pipelines, because it is easier for the pipeline to move upwards, against the weight and resistance of the overlying backfill material, than it is for the line to move sideways, against the passive resistance of the undisturbed soil on either side of the trench. In this study, the vertical buckling of buried Submarine pipelines under the influence of temperature and internal pressure are discussed. To ensure the accuracy of modeling, the finite element model of the vertical buckling of the pipe, using ABAQUS software, is modeled then results are compared with the results of Wang et al. (2011) The model based on ALA code by ABAQUS software is presented and then the influence of the initial imperfection on vertical buckling are evaluated. The results indicating the safety temperature in the model with initial imperfection equals 0.02 m has increased respectively 3.79%, 8.1% and 15.99% compared to the models with initial imperfection equal 0.05, 0.1 and 0.2 m.