تحلیل رفتار مکانیکی خطوط لوله کامپوزیتی الیاف شیشه-اپوکسی مدفون در خاک و مقایسه با خطوط لوله فولادی

جایگزینی لوله های فولادی با کامپوزیتی یکی از راه های رویارویی با پدیده خوردگی در خطوط لوله انتقال سیالات است. کامپوزیت های پلیمری الیاف شیشه مقاوم در برابر خوردگی بوده و علاوه بر داشتن استحکام بالا یک گزینه ارزان تر نسبت به لوله های فولادی می باشند. در این مقاله، رفتار مکانیکی لوله کامپوزیتی و فلزی مورد استفاده در خطوط لوله انتقال نفت برای زوایای گسل در ۴۵، ۶۱، ۷۵ درجه تحت گسلش معکوس با استفاده از نرم افزارآباکوس بررسی شده است. استحکام مکانیکی و اندازه بیشینه جابه جایی در لوله های کامپوزیتی مدفون تحت گسلش معکوس با لوله های فولادی مقایسه شده اند. معیار ون میسز برای بررسی تسلیم لوله فولادی و معیار شکست هاشین و مودهای چهارگانه آسیب برای بررسی خرابی در لوله کامپوزیتی الیاف شیشه- اپوکسی، استفاده شده اند. روش حل به دلیل ماهیت گسل به صورت شبه استاتیکی انجام و معیار تسلیم خاک بر پایه تئوری کولمب موهر و با اجازه جدایش خاک از لوله در سطح مشترک لحاظ گردیده است. مقایسه نتایج نشان داد به منظور بهره برداری ایمن از لوله مدفون و خنثی نمودن تنش فشاری که عامل اصلی تسلیم لوله های مدفون است، باید لوله های فولادی در زوایای بالای ۶۱ درجه گسلش معکوس و لوله های کامپوزیتی تک جهته در زوایای کوچکتر از ۶۱ درجه به کار گرفته شوند. همچنین اندازه بیشینه جابه جایی مجازگسل معکوس در زوایای گوناگون گسل، برای لوله کامپوزیتی حدود ۷۰ درصد بیشتر از نمونه فولادی بوده است. نتایج حاصل در این پژوهش می تواند در مطالعات طراحی خطوط لوله مدفون کامپوزیتی در مناطق دارای خاک خورنده و محل عبور گسل های فعال مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

خطوط لوله مدفون ، کامپوزیت الیاف شیشه ، گسل معکوس