西安建大破解老龄海底管道“衰老”难题为海洋能源安全护航-兰格钢铁网

西安建大破解老龄海底管道“衰老”难题为海洋能源安全护航

发表日期：2025/11/10 8:48:58　兰格钢铁兰格钢铁网

11月6日，西安建筑科技大学资源工程学院能源管道风险与可靠性研究团队成功构建老龄管道损伤演化模型，精准揭示不同腐蚀坑下裂纹的变化规律及微裂纹扩展特点，为老龄海底管道的安全评估和寿命管理提供关键技术支撑。

在广袤的海洋中，老龄海底油气管道长期“服役”，时刻承受着复杂海洋环境的考验，管体普遍出现腐蚀坑、微裂纹等“伤病”。这些局部缺陷会改变管道表面的应力分布，就像水管壁上的小破洞一样容易扩大，极易引发应力集中，降低管道的承载能力，威胁油气运输安全，甚至破坏周边生态环境。

据介绍，腐蚀疲劳损伤往往先在腐蚀坑附近“发难”，但由于应力集中效应和应力梯度的不同，腐蚀坑的坑面、坑肩、坑底等位置的损伤情况差异明显。针对这一难题，研究团队大胆设想：能否打造一个覆盖从腐蚀坑出现到裂纹扩展全过程的“损伤追踪系统”？沿着这一思路，团队搭建了多个不同腐蚀坑大小的海底管道数值模型，系统排查腐蚀坑尺寸、位置、双坑团聚程度、坑间距及非均质群坑相互作用等因素，分析它们对腐蚀疲劳裂纹萌生时间和扩展路径的影响，最终完整还原了管道从出现损伤、裂纹扩展到失效的全过程。

研究发现，单一腐蚀缺陷的管道，损伤初期主要集中在腐蚀坑中心区域，形成明显的外扩式损伤带；随着腐蚀坑不断加深，裂纹的“起点”会从坑底慢慢转移到坑肩。当腐蚀坑相互重叠时，应力集中效应会“叠加升级”，此时应力最高的中心腐蚀坑的坑肩和底部会成为裂纹萌生和扩展的“重灾区”。

“这项研究为分析老龄海底油气管道的腐蚀疲劳损伤提供了新角度。”研究团队相关负责人说，下一步，他们将加入氢脆等影响因素，继续深入研究老龄海底管道的损伤演化和寿命管理，为我国海底油气管道的安全运行和风险防控提供更坚实的保障。

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