【作 者】袁林;劉浩偉;余志兵

　　【引 言】

　　隨著油氣需求的日益增長， 油氣資源勘測開采逐漸轉(zhuǎn)向高腐蝕油氣田及深海領(lǐng)域［１］。 傳統(tǒng)的碳鋼管已難以適應(yīng)苛刻的服役環(huán)境， 而復(fù)合管因具有高強度和高性價比等優(yōu)勢而在國內(nèi)外一系列重大工程中得到推廣使用。 國內(nèi)外學(xué)者針對鋪設(shè)及服役期間復(fù)合管的局部屈曲失穩(wěn)［２－４］、 屈曲傳播［５－６］以及側(cè)向屈曲［７－９］等問題進行了深入研究。 雙金屬復(fù)合管由基管和襯管兩部分構(gòu)成， 基管負(fù)責(zé)承受外部載荷，而薄壁襯管則主要用于抵抗輸運介質(zhì)侵蝕。 由于兼具高強度和耐腐蝕優(yōu)異特性， 近年來雙金屬復(fù)合管在陸地與海洋油氣開采中得到較多應(yīng)用。 然而， 當(dāng)承受外載過大時， 易出現(xiàn)因管間結(jié)合力不足導(dǎo)致襯管起皺、 脫落， 進而造成整體結(jié)構(gòu)失效［１０－１１］。因此優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計與加工工藝， 增加管間機械結(jié)合強度對管道的安全服役至關(guān)重要。 本文主要針對主流液壓成形法制造的雙金屬復(fù)合管展開研究分析。

　　本文基于該理論框架及改進 Ｒａｍｂｅｒｇ?Ｏｓｇｏｏｄ 模型， 通過引入拉格朗日乘子， 構(gòu)建了用于分析復(fù)合管制造過程的理論模型。在與有限元模型對比驗證良好的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了內(nèi)外管初始間隙、屈服應(yīng)力、材料塑性各向異性以及軸端壓力對復(fù)合管機械結(jié)合強度的影響， 為雙金屬復(fù)合管的產(chǎn)品設(shè)計及工藝優(yōu)化提供理論支撐。

　　【結(jié) 論】

　?。ǎ保╇S著初始間隙增大，管間結(jié)合力顯著降低，但所需成形液壓力變化較小。 因此，在復(fù)合管生產(chǎn)時，需將初始間隙控制在合適范圍內(nèi)，既要便于內(nèi)襯插入基管，又要避免過大間隙影響結(jié)合力。

　　（２）基管屈服應(yīng)力越大，成形液壓力越高，完全卸載后管間結(jié)合強度越高。 建議盡量選擇高屈服強度的基管材料，保證內(nèi)外管屈服應(yīng)力差異較大的組合。

　?。ǎ常┗?、襯管塑性各向異性參數(shù)變化對管間結(jié)合強度作用相反。 Ｓc越大，結(jié)合壓力越大；ＳＬ越大，結(jié)合性能越差。 此外，相對而言，成形液壓力對Ｓc變化更為敏感。

　?。ǎ矗╇S著軸端壓力增大，所需成形液壓幅值逐漸減小，結(jié)合壓力有一定降低但變化并不顯著。 建議在保證端部密閉的前提下，可適當(dāng)減小端部壓力。

　　以下是正文：