中国安全科学学报

北大核心,CA,JST,CSCD,WJCI

国内刊号:11-2865/X

国际刊号:1003-3033

中国安全科学学报杂志2025年第1期:压力交变载荷作用下储气库注采管柱疲劳裂纹扩展研究

发布日期:

作者:张宇, 张罡, 张强, 马群, 秦晓杰, 贾蕊

单位:1 广州大学 化学化工学院,广东 广州 510006;2 东北石油大学 机械科学与工程学院,黑龙江 大庆 163000

关键词:压力交变载荷,储气库,注采管柱,疲劳,裂纹扩展

基金:国家自然科学基金资助(52374034); 广州市博士后科学基金启动项目资助(624021-1)

为提高注采管柱安全风险预测的准确性,首先,采用联合仿真分析方法,开展直通型缺口紧凑拉伸试样疲劳裂纹扩展过程有限元验证;然后,建立储气库含外表面裂纹注采管柱疲劳裂纹扩展有限元模型,在压力交变载荷作用下,研究储气库注采管柱的疲劳裂纹扩展行为。研究结果表明:试样模拟结果与疲劳裂纹试验结果基本吻合,表明联合仿真法在疲劳裂纹扩展分析方面具有较高精度;在注采管柱疲劳裂纹扩展过程中,初始裂纹的长深比越大或应力比越高,裂纹扩展速率越快,临界最小裂纹长度为4 mm;在相同的压力载荷循环次数下,初始裂纹周向夹角越大,表面裂纹扩展长度越长,临界最小周向夹角为45°;无论初始裂纹周向夹角如何,裂纹始终沿管柱轴线方向扩展,裂纹失稳扩展长度为52 mm;在储气库交替注采时,应合理控制交替注采压力载荷的幅值,避免疲劳裂纹的萌生和扩展。

来源:2025年第1期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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