عنوان پایان‌نامه
اثر خوردگی های موضعی بر ظرفیت باربری لوله های دریایی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران-سازه های دریایی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1814;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59176
- تاریخ دفاع
- ۰۹ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- محسن خلج خلجستانی
- استاد راهنما
- محمدرضا بهاری
- چکیده
- لوله‌های سایز بزرگ دریایی دارای فشار داخلی زیادی هستند و با وجود خوردگی، ممکن است ترکیده و خسارات سنگین اقتصادی و زیست‌محیطی را سبب شوند. تاکنون تحقیقات زیادی در مورد محاسبه‌ی فشار قابل تحمل لوله‌های مستقیم خورده‌شده ارائه شده است. اما در مورد زانویی‌ها تحقیقات خیلی کمتری انجام شده است. در این پایان‌نامه، فشار شکست زانویی‌های خورده‌شده، تحت بار فشار داخلی، به کمک مطالعه‌ی پارامتری اجزای محدودی، محاسبه شد و نقش پارامترها و ابعاد هندسی زانویی و خوردگی بر کاهش فشار شکست این سازه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. خوردگی‌ها به صورت کاهش ضخامت‌های موضعی ایده‌آل‌شده روی سطح زانویی‌ها مدل شدند. اثرات غیرخطی مصالح و هندسه در تحلیل‌های اجزای محدود سه بعدی در نظر گرفته شد و بارگذاری از نوع فشار داخلی روی مدل‌ها اعمال شد. این پایان‌نامه دو مسئله‌ی مهم را در مورد خوردگی‌ها بررسی نمود: ابتدا، اثر یک خوردگی منفرد بر فشار شکست زانویی بررسی شد. در این قسمت، بیش از 1200 تحلیل اجزای محدودی به صورت سیستماتیک و با تغییر پارامترهای مختلف هندسی تولید شد. یک شبکه‌ی عصبی مصنوعی با استفاده از این داده‌ها به خوبی آموزش داده شد و تبدیل به فرمولی دقیق برای تعیین فشار شکست زانویی‌های خورده‌شده گردید. مسئله‌ی بعدی، بحث اندرکنش بین خوردگی‌ها بود. اندرکنش بین خوردگی‌ها که تشدیدکننده‌ی اثر تخریبی خوردگی‌هاست، در مورد لوله‌های مستقیم، توسط بعضی محققین بررسی شده است. اما تاکنون در زانویی‌ها بررسی نشده است. در این مورد نیز بیش از 2900 تحلیل صورت گرفت و یک شبکه‌ی عصبی دیگر، برای این قسمت تولید شد. نتایج با استفاده از کدها و روابط معتبر، صحت‌سنجی شدند. در انتها یک فرمول تحلیلی برای مسئله‌ی اول پایان‌نامه (خوردگی‌های منفرد)، با اصلاح یک دستورالعمل معتبر در زمینه‌ی لوله‌های خورده‌شده، ارائه شد و دقت و صحت آن، مورد بررسی قرار گرفت.
- Abstract
- Local thinned areas (LTAs) caused by corrosion or erosion on the inner or outer surface of the aged marine pipelines, could reduce the integrity of these structures which can lead to unexpected catastrophic failures due to high internal operating pressures. The first step after detecting an LTA in a pipeline is to assess the severity of the pipeline condition by calculating its remaining pressure capacity. It is known that when there are two or more closely spaced LTAs in a pipe, there is a possibility of interaction between them, which can increase the damaging effect of the LTAs. In case of the corroded straight pipes, so many researches are available in the literature investigating both single and interacting LTAs. But in case of elbows, only those with single defects have been studied yet, however, these studies are somewhat outdated or limited and not comprehensive. Owing to these facts, this thesis has two main objectives: firstly, assessing the pressurized elbows with single LTAs (the first problem) and secondly, investigating the interaction of the LTAs in the corroded elbows (the second problem). For these purposes, parametric finite element analyses (FEA) considering both geometric and material nonlinearity were adopted to investigate different geometric parameters affecting the failure pressure of ?90?^° elbows with single and interacting LTAs. In case of the first problem, about 1200 FEA were performed and another 2900 FE models were analyzed in case of the second problem. In each problem, the results of the parametric study produced a wide database, which was used for developing an artificial neural network (ANN), leading to two accurate solutions for predicting the pressure capacities of elbows with single and interacting defects. The results were verified by well-known codes and formulas.
