碳纤维复材加固钢管的抗内爆性能*

黄 辉 路四方 张 祥 贾 彬 卢永刚

(1.西南科技大学, 四川绵阳 621010； 2.中国工程物理研究院, 四川绵阳 621900)

目前我国为了满足东部地区对油气资源的需求，输油气管道正处于兴建时期。由于自然环境等因素，钢管线不可避免地会产生腐蚀缺陷[1]。并且随着我们城镇化进程的加快，输油气管道逐渐被建筑物包围且并未设置相应的安全距离，如果输油气管道发生泄露爆炸，将会给人民财产带来严重损失。碳纤维复材具有抗拉强度高、施工方便无明火、约束钢管表面裂纹发展等优点[2]，可广泛用于修复含缺陷钢管线，国内外大量学者对此展开了研究。

Toutanji等建立了纤维复合材料加固钢管的应力计算模型[3]；杨勇新等通过有限元对纤维复合材料加固金属管线进行应力分析，得到了钢管在预应力作用下的计算式[4]；魏晓斌等通过钢管的静水内压试验，分析钢管表面的环向应力，得出外包纤维布能够大幅提高压力管道的承载能力[5]；张伟超等通过钢管的内压试验，研究了内压与加固厚度的关系，得到了不同深度缺陷钢管的加固厚度[6]；王德宝等通过内爆炸撕裂圆形钢管试验，分析了内爆荷载作用下钢管的动力响应，得到爆炸冲击波将钢管撕裂而不是内爆弹壳体飞片[7]；陈虎等通过金属壳体内爆加载试验，研究了不同条件下碎片质量分布的规律，得到了壁厚的变化对壳体的破碎参数影响不大[8]。文献[9-10]开展了不同轴向及环向FRP布搭接长度下的FRP/钢复合管内压试验，获得了该类试件的典型受力特征及最终破坏模式。……