管中管修复系统在供水和燃气管道中的失效模式分析

摘要整理

为有效设计管中管（PIP）修复系统以实现天然气和供水管道的原位在役修复，需要对不同失效模式进行深入分析。本研究通过解析和数值模型对不同性能目标进行表征，全面理解不同壁厚和弹性模量PIP系统的整体行为。研究评估了PIP系统在多种载荷作用下的结构性能，包括交通荷载引起的振动/疲劳、横向变形、截面卵形化、轴向应力、热变形、内压和冲击。分析结果表明，壁厚和弹性模量显著影响PIP系统的失效模式。采用层次分析法（AHP）的结果表明，当设计压力为200 psi时，横向变形是最关键的失效模式，其次是内压（基于全局优先级以及壁厚和弹性模量两个准则），而截面卵形化是PIP系统中最不关键的失效模式。本研究提供了有用的预测建模技术和初步设计工具，可用于新材料体系开发和/或现有PIP系统在管道修复中适用性评估。

相关论文