وثيقة
Assessment of burst and collapse strengths of pipeline due to multiple corrosion defects.
عناوين أخرى
تـقّييم قوى الانفجار والانهيار لخطوط الأنابيب بسبب عيوب التآكل المتعددة
الناشر
Sultan Qaboos University.
ميلادي
2022
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
Corrosion is one of the most common and serious threats to oil and gas pipelines.
Corrosion defects of random shapes can be found either as a single pit at one location
or multiple pits in near vicinity. Assessment of pipe integrity is very important to
maintain continuity of production, and to plan for repair and maintenance.
Experimental testing to predict behavior of corroded pipes is both time consuming
and costly. Numerical simulation can give reasonably accurate predictions without the
need for elaborate testing. In computational modeling or empirical testing, defect
shapes can be approximated by various polygonal or conic-section shapes, together
with their orientation and separation from each other. If corrosion defects are close to
each other, their interaction increases, resulting in lower failure pressure compared to
single defect. Finite element analysis (FEA) is used in this work to determine the
failure pressure, considering different parameters such as defect shape and geometry,
distance between defects, and defect orientation (longitudinal, circumferential, and
diagonal). Initially, results are compared with published findings from experimental
and numerical studies. After validation, simulated values of failure pressure are used
to determine burst and collapse strengths of corroded pipes. Parametric studies are
then conducted, including the effects of pipe diameter, defect depth, pipe wall
thickness, etc. Results show that existing codes are highly conservative which may
result in unnecessary shutdowns, repairs, or operation below design conditions. Some
notable conclusions are that the defect shape has small effect on pipeline failure
pressure, while the defect depth to pipe thickness ratio has a significant influence.
Defect location either internal or external and defects orientation have also a big
influence in pipe burst and collapse strengths as well as defects interaction. A new
correlation equation is proposed as a correction to standard equations to determine the
collapse failure pressure of a pipeline with two corrosion defects.
المجموعة
URL المصدر
الملخص العربي
التآكل هو أحد التهديدات الاكثر شيوعا وخطورة لخطوط أنابيب النفط والغاز. يمكن العثور على عيوب التآكل إما في حفرة واحدة في موقع واحد أو حفر متعددة في المنطقة المجاورة من نفس الانبوب. تقييم سالمة وتكامل الانابيب مهم جدا للحفاظ على استمرارية الانتاج، والتخطيط لإلصالح والصيانة. التجارب المتبعة للتنبؤ بسلوك ويكون الانابيب المتآكلة عادة ما يستغرق وقتا طويلا مكلفا. يمكن أن تعطي المحاكاة العددية تنبؤات دقيقة دون الحاجة إلى اجراء التجارب. في النمذجة الحسابية أو التجارب المخبرية، يمكن تقريب أشكال العيوب إلى أشكال متعددة الاضلاع أو مخروطية المقطع، بالاضافة إلى توزيع العيوب في الانبوب و بعدها عن بعضها البعض. إذا كانت عيوب التآكل قريبة من بعضها البعض ، فإن تفاعلها يزداد ، مما يؤدي إلى انخفاض ضغط الفشل مقارنة بعيب واحد. تم استخدام تحليل العناصر المحدودة في هذا العمل لتحديد ضغط الفشل ، مع مراعاة العوامل المختلفة مثل شكل العيب وأبعاده ، والمسافة بين العيوب ، واتجاه العيب )الطولي والمحيطي والقطري(. في البداية ، تمت مقارنة نتائج هذا العمل مع النتائج المنشورة من الدراسات التجريبية والعددية. بعد التحقق من صحة نتائج هذا العمل، تم استخدام قيم محاكاة ضغط الفشل لتحديد قوى الانفجار والانهيار لألنابيب المتآكلة. ثم تم إجراء بعض الدراسات، بما في ذلك آثار قطر الانبوب، وعمق العيب، وسماكة جدار الانبوب. تظهر النتائج أن الطرق المتبعة حاليا لقياس ضغط الانابيب متحفظة للغاية مما قد يؤدي إلى عمليات إيقاف تشغيل أو إصلاحات وصيانة غير ضرورية. بعض الاستنتاجات من هذه الدراسة أظهرت أن شكل العيب له تأثير صغير على ضغط فشل خط الانابيب ، في حين أن عمق العيب إلى نسبة سمك الانبوب له تأثير كبير. موقع العيب سواء كان داخليا أو خارجيا وتوزيع العيوب في الانبوب له أيضا تأثير كبير في انفجار الانابيب وقوة الانهيار وكذلك تفاعل العيوب. كما تم المستخدمة حاليا لتحديد ضغط فشل الانهيار لخط أنابيب به اقتراح معادلة جديدة كتصحيح للمعادلات القياسية عيبان للتآكل.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية