Modelo de predicción de la vida útil por fatiga de soldaduras en tanques de almacenamiento de petróleo crudo con inyección de agua a alta presión

El modelo de predicción de la vida útil por fatiga de soldaduras en tanques de almacenamiento de petróleo crudo con inyección de agua a alta presión utiliza principalmente el método de ‌tensión estructural‌, calculando la tensión real a través de la fuerza/momento nodal de la soldadura, y evaluando la vida útil combinando la curva SN y la teoría de daño acumulativo lineal de Miner. Los parámetros clave incluyen la tensión residual de la soldadura (relacionada con el proceso), el coeficiente de concentración de tensión (cada aumento de 0.1 reduce la vida útil en un 15%-20%) y el impacto de la corrosión ambiental (la vida útil en un entorno de corrosión fuerte es solo 1/3 de lo normal).

En la aplicación práctica, es necesario considerar la ruta de transmisión de carga dinámica y la degradación del rendimiento del material, como se muestra en el caso de equipos de petróleo y gas en aguas profundas. El modelo cuantifica el impacto de la amplitud de tensión a través de la curva S-N (que incluye un factor de seguridad) e integra factores como la tensión residual y las transiciones geométricas bruscas, controlando el error dentro del 15%.

Las dificultades técnicas radican en: 1) La desviación de los parámetros de soldadura de materiales diferentes debe ser ≤5%; 2) El entorno corrosivo requiere una corrección mediante pruebas aceleradas; 3) Bajo tensión multiaxial, es necesario introducir un modelo de mecánica de fractura. Después de que un tanque de almacenamiento de 100,000 m³ adoptó este modelo, la desviación entre la vida útil predicha y la medida fue