CN111400839A - 一种表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法 - Google Patents

一种表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法 Download PDF

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CN111400839A CN202010260954.1A CN202010260954A CN111400839A CN 111400839 A CN111400839 A CN 111400839A CN 202010260954 A CN202010260954 A CN 202010260954A CN 111400839 A CN111400839 A CN 111400839A
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Abstract

本发明涉及一种表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法，属管柱安全评价领域。包括筛选确认球形缺陷、检测球形缺陷的形状几何参数、区分球形刮痕缺陷和球形压痕缺陷、分别理论计算含球形刮痕和球形压痕缺陷的连续管疲劳寿命、对含球形压痕缺陷连续管进行四级评价、对含球形刮痕缺陷连续管进行三级评价，本发明公开的表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法，其可以弥补目前对含球形刮痕和球形压痕缺陷连续管安全评估的不足，正确认识球形刮痕缺陷和球形压痕缺陷的不同，且正确使用含球形缺陷连续管，降低使用分险。

Description

一种表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法
技术领域
本发明涉及一种表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法，属管柱安全评价技术领域。
背景技术
连续管广泛应用于修井、钻井、完井、测井、增产等油气勘探开发领域，并发挥着越来越重要的作用。然而，井下复杂且恶劣的作业环境对连续管的疲劳寿命是极大的考验，同时，在运输和操作过程中不可避免的受到损伤，可能会出现表面缺陷。国外服务公司对2006~2017年间连续管作业故障情况进行统计，结果表明腐蚀、机械损伤、制造缺陷和人为误操作是造成连续管失效的主要原因，占失效总量的80%~90%。因此，含缺陷连续管疲劳寿命的研究对准确评估连续管剩余寿命和油气安全开采具有重要意义。
国内外学者对连续管疲劳寿命进行了大量研究。对完整连续管疲劳寿命的研究主要有：Newman和Tipton等人在大量实验数据基础上，根据Miner线性累积理论建立了完整连续管寿命评估模型；Collins等人提出了等效应力和等效总应变幅的概念，根据等效应变幅和单轴应力状态下得到的低周疲劳S-N曲线预测连续管的寿命；Avakov等人对不同压力水平下的三种材料连续管进行了疲劳试验，提出了以等效应变作为主应变的失效准则，建立了连续管的寿命预测模型。目前对含球形刮痕缺陷和压痕缺陷的连续管疲劳寿命研究较少，也没有比较准确的含球形缺陷连续管疲劳寿命理论模型。
鉴于目前不能对含球形刮痕和压痕缺陷连续管进行分类安全评价，因此急需一种表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法，可以弥补目前对含球形刮痕和压痕缺陷连续管疲劳寿命评估的不足，正确使用含球形缺陷连续管，降低使用分险。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能对含球形刮痕和压痕缺陷连续管进行分类准确安全评价，从而正确使用含球形缺陷连续管，进而降低使用分险的表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法。
一种表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：在服役连续管表面筛选和确认球形缺陷；
第二步：利用缺陷检测设备测量球形缺陷在连续管管体表面的深度a、球形的直径d；
第三步：区分球形刮痕缺陷和球形压痕缺陷；由于球形刮痕缺陷和球形压痕缺陷对连续管疲劳寿命的影响机理不同，为了后期评价的需要，所以把球形缺陷区分为球形刮痕缺陷和球形压痕缺陷；
第四步：分别建立含球形刮痕和球形压痕缺陷的连续管疲劳寿命理论模型，并分别理论计算含球形刮痕和球形压痕缺陷的连续管疲劳寿命，根据疲劳寿命计算结果反推出球形缺陷深度，计算球形缺陷深度与连续管壁厚的比值（深厚比）；在考虑球形缺陷敏感参数的基础上，计算含球形刮痕和球形压痕缺陷连续管疲劳寿命方法如下：
为了准确评估球形缺陷处应变，引入了应变集中系数，如公式（1）所示。对应的轴向应变集中系数、环向应变集中系数和径向应变集中系数如公式（2）所示。
Figure 831722DEST_PATH_IMAGE001
式中，
Figure 313471DEST_PATH_IMAGE002
为应变集中因子；
Figure 166959DEST_PATH_IMAGE003
为连续管球形缺陷根部应变；
Figure 742315DEST_PATH_IMAGE004
为名义应变，即没有球形缺陷处的应变；
Figure 499675DEST_PATH_IMAGE005
为轴向应变集中系数；
Figure 459772DEST_PATH_IMAGE006
为球形缺陷根部轴向应变；
Figure 583099DEST_PATH_IMAGE007
为环向应变集中系数；
Figure 127181DEST_PATH_IMAGE008
为球形缺陷根部环向应变；
Figure 868927DEST_PATH_IMAGE009
为径向应变集中系数；
Figure 57431DEST_PATH_IMAGE010
为球形缺陷根部径向应变。
基于厚壁圆筒理论得到在内压作用下连续管的径向应力
Figure 988881DEST_PATH_IMAGE011
、环向应力
Figure 969662DEST_PATH_IMAGE012
和轴向应力
Figure 152916DEST_PATH_IMAGE013
：
Figure 544132DEST_PATH_IMAGE014
式中：
Figure 872314DEST_PATH_IMAGE015
为连续管内半径，mm；
Figure 208631DEST_PATH_IMAGE016
为外半径，mm；
Figure 77198DEST_PATH_IMAGE017
为内压，MPa；r为任意半径，mm。
根据应力分析和von Mises准则，首先产生屈服的临界点总是连续管的内表面，此时
Figure 804077DEST_PATH_IMAGE018
。
Figure 728529DEST_PATH_IMAGE019
根据Remberg-Osgood弹塑性应力-应变关系，弯曲作用产生的总应变
Figure 970385DEST_PATH_IMAGE020
为弹性应变
Figure 92045DEST_PATH_IMAGE021
和塑性应变
Figure 87081DEST_PATH_IMAGE022
之和：
Figure 746216DEST_PATH_IMAGE023
式中：D为连续管外直径，mm；
Figure 685757DEST_PATH_IMAGE024
为弯曲半径，mm；E为弹性模量，MPa；
Figure 37072DEST_PATH_IMAGE025
为屈服极限，MPa。
弯曲产生的轴向力是产生塑性应变的主要原因，内压和弯曲作用下轴向应力
Figure 201921DEST_PATH_IMAGE026
为：
Figure 839545DEST_PATH_IMAGE027
由应力与塑性应变Holomon关系可得弯曲产生的轴向应力
Figure 919046DEST_PATH_IMAGE028
、内压弯曲耦合载荷下的环向应变、轴向应变和径向应变分别为：
Figure 848222DEST_PATH_IMAGE029
式中：
Figure 711190DEST_PATH_IMAGE030
为环向应变；
Figure 638093DEST_PATH_IMAGE031
为轴向应变；
Figure 789774DEST_PATH_IMAGE032
为径向应变；
Figure 584958DEST_PATH_IMAGE033
为循环应变硬化系数，MPa；
Figure 431660DEST_PATH_IMAGE034
为循环应变硬化指数。
连续管塑性变形过程中，采用体积不变假设，耦合载荷下等效塑性应变
Figure 875930DEST_PATH_IMAGE035
为：
Figure 949462DEST_PATH_IMAGE036
采用Brown-Miller疲劳寿命理论模型，应变-寿命公式为：
Figure 763319DEST_PATH_IMAGE037
式中：
Figure 238697DEST_PATH_IMAGE038
是疲劳强度系数，MPa；
Figure 72847DEST_PATH_IMAGE039
是疲劳延性系数；b疲劳强度指数；c是疲劳延性指数；
Figure 430413DEST_PATH_IMAGE040
是最大剪应变；
Figure 973924DEST_PATH_IMAGE041
是最大剪应变平面的正应变；
Figure 815528DEST_PATH_IMAGE042
为疲劳寿命，次。
当
Figure 848609DEST_PATH_IMAGE043
，最大剪应变:
Figure 631155DEST_PATH_IMAGE044
最大剪应变平面的正应变:
Figure 739939DEST_PATH_IMAGE045
（1）含刮痕缺陷连续管疲劳寿命理论模型
为准确评估刮痕缺陷对疲劳寿命的影响，在对含刮痕缺陷连续管疲劳寿命评估时引入了缺陷严重系数。
Figure 924330DEST_PATH_IMAGE046
式中，S为缺陷严重系数；h为缺陷深度，m；w为缺陷宽度，m；t为连续管壁厚，m；l为缺陷长度，m；A p 为缺陷在连续管截面上的投影面积，m2；A c 为含缺陷区域的投影面积，m2。
轴向应变集中系数与球形刮痕缺陷严重系数的关系为：
Figure 140031DEST_PATH_IMAGE047
环向应变集中系数与球形刮痕缺陷严重系数的关系为：
Figure 144294DEST_PATH_IMAGE048
得到含球形刮痕缺陷的连续管疲劳寿命计算公式为：
Figure 295187DEST_PATH_IMAGE049
式中：
Figure 908121DEST_PATH_IMAGE050
为含球形刮痕连续管疲劳寿命，次。
（2）含球形压痕缺陷疲劳寿命理论模型
含球形压痕缺陷和刮痕缺陷对连续管疲劳寿命的影响不同，所以对压痕缺陷连续管疲劳寿命进行重新建模。
由公式（18）可计算出不同压痕下疲劳寿命对应的等效塑性应变，等效塑性应变与球形压痕形状参数间关系式为公式（19），最后得出含球形压痕缺陷的连续管疲劳寿命计算公式（20）。
含压痕连续管塑性变形过程中，采用体积不变假设，耦合载荷下等效塑性应变
Figure 719223DEST_PATH_IMAGE051
为：
Figure 550397DEST_PATH_IMAGE052
等效塑性应变与球形压痕的形状参数（压痕半径为
Figure 763434DEST_PATH_IMAGE053
，压痕深度为
Figure 420952DEST_PATH_IMAGE054
）关系为公式（19），把公式（19）代入公式（18）可得公式（20）：
Figure 931582DEST_PATH_IMAGE055
Figure 910436DEST_PATH_IMAGE056
式中：
Figure 711589DEST_PATH_IMAGE057
为含球形压痕连续管疲劳寿命，次。
第五步：根据球形缺陷处的深厚比，对含球形压痕缺陷连续管进行四级评价，四级评价分别为免于评价、初级评价、精细评价和直接报废；即，球形压痕缺陷深度与连续管厚度比值（深厚比）小于等于10%免于评价；深厚比大于10%而小于等于20%进行初级评价；深厚比大于20%而小于等于50%进行精细评价；深厚比大于50%直接报废；
第六步：根据球形缺陷处的深厚比，对含球形刮痕缺陷连续管进行三级评价，三级评价分别为初级评价、精细评价和直接报废。即，球形压痕缺陷深度与连续管厚度比值（深厚比）小于等于10%进行初级评价；深厚比大于10%而小于等于40%进行精细评价；深厚比大于40%直接报废。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比较，本发明提供的表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法，其可以弥补目前含球形缺陷连续管安全评价的不足，节约成本、增加经济效益，降低了连续管使用风险，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法的流程图；
图2为含球形缺陷连续管全剖示意图；
图3连续管屈服时的应力应变集中系数曲线图；
图中：1.连续管，2.球形缺陷。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1至图3，本发明提供的表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法，包括以下步骤：
在服役连续管1表面筛选和确认球形缺陷2；利用缺陷检测设备测量球形缺陷2在连续管1管体表面的深度a、球形的直径d；区分球形刮痕缺陷和球形压痕缺陷；由于球形刮痕缺陷和球形压痕缺陷对连续管1疲劳寿命的影响机理不同，为了后期评价的需要，所以把球形缺陷2区分为球形刮痕缺陷和球形压痕缺陷；
分别建立含球形刮痕和球形压痕缺陷的连续管1疲劳寿命理论模型，并分别理论计算含球形刮痕和球形压痕缺陷的连续管1疲劳寿命；在考虑球形缺陷2敏感参数的基础上，计算含球形刮痕和球形压痕缺陷连续管1疲劳寿命；计算方法如下：
为了准确评估球形缺陷2处应变，引入了应变集中系数，如公式1所示。对应的轴向应变集中系数、环向应变集中系数和径向应变集中系数如公式2所示；
Figure 725079DEST_PATH_IMAGE058
式中，
Figure 441765DEST_PATH_IMAGE059
为应变集中因子；
Figure 185214DEST_PATH_IMAGE060
为连续管1球形缺陷2根部应变；
Figure 950442DEST_PATH_IMAGE061
为名义应变，即没有球形缺陷2处的应变；
Figure 880756DEST_PATH_IMAGE062
为轴向应变集中系数；
Figure 717745DEST_PATH_IMAGE063
为球形缺陷2根部轴向应变；
Figure 733509DEST_PATH_IMAGE064
为环向应变集中系数；
Figure 32851DEST_PATH_IMAGE065
为球形缺陷2根部环向应变；
Figure 552092DEST_PATH_IMAGE066
为径向应变集中系数；
Figure 813844DEST_PATH_IMAGE067
为球形缺陷2根部径向应变。
基于厚壁圆筒理论得到在内压作用下连续管1的径向应力
Figure 30420DEST_PATH_IMAGE068
、环向应力
Figure 934188DEST_PATH_IMAGE069
和轴向应力
Figure 319654DEST_PATH_IMAGE070
：
Figure 17886DEST_PATH_IMAGE071
式中：
Figure 211505DEST_PATH_IMAGE072
为连续管1内半径，mm；
Figure 187671DEST_PATH_IMAGE073
为外半径，mm；
Figure 415925DEST_PATH_IMAGE074
为内压，MPa；r为任意半径，mm。
根据应力分析和von Mises准则，首先产生屈服的临界点总是连续管2的内表面，此时
Figure 249902DEST_PATH_IMAGE075
。
Figure 196396DEST_PATH_IMAGE076
根据Remberg-Osgood弹塑性应力-应变关系，弯曲作用产生的总应变
Figure 176388DEST_PATH_IMAGE077
为弹性应变
Figure 270867DEST_PATH_IMAGE078
和塑性应变
Figure 599048DEST_PATH_IMAGE079
之和：
Figure 567125DEST_PATH_IMAGE080
式中：D为连续管2外直径，mm；
Figure 373375DEST_PATH_IMAGE081
为弯曲半径，mm；E为弹性模量，MPa；
Figure 587940DEST_PATH_IMAGE082
为屈服极限，MPa；
弯曲产生的轴向力是产生塑性应变的主要原因，内压和弯曲作用下轴向应力
Figure 798876DEST_PATH_IMAGE083
为：
Figure 454382DEST_PATH_IMAGE084
由应力与塑性应变Holomon关系可得弯曲产生的轴向应力
Figure 6600DEST_PATH_IMAGE085
、内压弯曲耦合载荷下的环向应变、轴向应变和径向应变分别为：
Figure 798373DEST_PATH_IMAGE086
式中：
Figure 180210DEST_PATH_IMAGE087
为环向应变；
Figure 122879DEST_PATH_IMAGE088
为轴向应变；
Figure 513943DEST_PATH_IMAGE089
为径向应变；
Figure 171942DEST_PATH_IMAGE090
为循环应变硬化系数，MPa；
Figure 724680DEST_PATH_IMAGE091
为循环应变硬化指数。
连续管1塑性变形过程中，采用体积不变假设，耦合载荷下等效塑性应变
Figure 354779DEST_PATH_IMAGE092
为：
Figure 295674DEST_PATH_IMAGE093
采用Brown-Miller疲劳寿命理论模型，应变-寿命公式为：
Figure 62040DEST_PATH_IMAGE094
式中：
Figure 155583DEST_PATH_IMAGE095
是疲劳强度系数，MPa；
Figure 40022DEST_PATH_IMAGE096
是疲劳延性系数；b疲劳强度指数；c是疲劳延性指数；
Figure 68162DEST_PATH_IMAGE097
是最大剪应变；
Figure 231911DEST_PATH_IMAGE098
是最大剪应变平面的正应变；
Figure 588168DEST_PATH_IMAGE099
为疲劳寿命，次。
当
Figure 968692DEST_PATH_IMAGE100
，最大剪应变:
Figure 272295DEST_PATH_IMAGE101
最大剪应变平面的正应变:
Figure 809990DEST_PATH_IMAGE102
（1）含刮痕缺陷连续管1疲劳寿命理论模型
为准确评估刮痕缺陷对疲劳寿命的影响，在对含刮痕缺陷连续管1疲劳寿命评估时引入了缺陷严重系数。
Figure 682424DEST_PATH_IMAGE103
式中，S为缺陷严重系数；h为缺陷深度，m；w为缺陷宽度，m；t为连续管1壁厚，m；l为缺陷长度，m；A p 为缺陷在连续管1截面上的投影面积，m2；A c 为含缺陷区域的投影面积，m2。
轴向应变集中系数与球形刮痕缺陷严重系数的关系为：
Figure 541455DEST_PATH_IMAGE104
环向应变集中系数与球形刮痕缺陷严重系数的关系为：
Figure 610662DEST_PATH_IMAGE105
得到含球形刮痕缺陷的连续管1疲劳寿命计算公式为：
Figure 238749DEST_PATH_IMAGE106
式中：
Figure 770366DEST_PATH_IMAGE107
为含球形刮痕连续管1疲劳寿命，次。
（2）含球形压痕缺陷疲劳寿命理论模型
含球形压痕缺陷和刮痕缺陷对连续管1疲劳寿命的影响不同，所以对压痕缺陷连续管1疲劳寿命进行重新建模。
由公式（18）可计算出不同压痕下疲劳寿命对应的等效塑性应变，等效塑性应变与球形压痕形状参数间关系式为公式（19），最后得出含球形压痕缺陷的连续管1疲劳寿命计算公式（20）。
含压痕连续管1塑性变形过程中，采用体积不变假设，耦合载荷下等效塑性应变
Figure 393992DEST_PATH_IMAGE108
为：
Figure 36467DEST_PATH_IMAGE109
等效塑性应变与球形压痕的形状参数（压痕半径为
Figure 784640DEST_PATH_IMAGE110
，压痕深度为
Figure 733297DEST_PATH_IMAGE111
）关系为公式（19），把公式（19）代入公式（18）可得公式（20）：
Figure 566921DEST_PATH_IMAGE112
式中：
Figure 24805DEST_PATH_IMAGE113
为含球形压痕连续管1疲劳寿命，次。
第五步：对含球形压痕缺陷连续管1进行四级评价，四级评价分别为免于评价、初级评价、精细评价和直接报废；即，球形压痕缺陷深度与连续管厚度比值（深厚比）小于等于10%免于评价；深厚比大于10%而小于等于20%进行初级评价；深厚比大于20%而小于等于50%进行精细评价；深厚比大于50%直接报废。
对含球形刮痕缺陷连续管1进行三级评价，三级评价分别为初级评价、精细评价和直接报废。即，球形压痕缺陷深度与连续管厚度比值（深厚比）小于等于10%进行初级评价；深厚比大于10%而小于等于40%进行精细评价；深厚比大于40%直接报废。
下面举一个对含球形刮痕和压痕缺陷连续管安全评价的具体实施例：
对正在气田服务的一盘50.8mm连续管进行了检测。该盘连续管强度为QT900，壁厚4.4mm，加载条件为内压35MPa，弯曲半径为1219mm。此前进行过多次作业，现有长度5000m，检测在连续管外壁面有4个压痕缺陷和3处刮痕缺陷，压痕缺陷深度分别为0.4mm、0.8mm、2mm和3mm，刮痕缺陷深度分别为0.4mm、1.5mm和2mm。其他相关计算参数可以通过查阅文献获得，这里不再叙述。利用前面建立的模型计算在不同缺陷深度下的疲劳寿命，如果疲劳寿命大于同种工况下完整连续管（1）疲劳寿命的就免于评价，如果比完整连续管（1）疲劳寿命小的都需要进行评价。为评价的需要出对应缺陷处的深厚比。如表1所示，根据第五步中的方法对4个含压痕缺陷的连续管进行安全评价。
表1 不同压痕缺陷深度下评价等级
Figure 627485DEST_PATH_IMAGE114
由于刮痕缺陷与压痕缺陷安全评价标准不一样，所以利用第六步中的方法进行评价，评价结果如表2所示。
表2 不同刮痕缺陷深度下评价等级
Figure 267948DEST_PATH_IMAGE115
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：在服役连续管（1）表面筛选和确认球形缺陷（2）；
第二步：利用缺陷检测设备测量球形缺陷（2）在连续管（1）管体表面的深度a、球形的直径d；
第三步：区分球形刮痕缺陷和球形压痕缺陷；由于球形刮痕缺陷和球形压痕缺陷对连续管（1）疲劳寿命的影响机理不同，为了后期评价的需要，所以把球形缺陷（2）区分为球形刮痕缺陷和球形压痕缺陷；
第四步：分别建立含球形刮痕和球形压痕缺陷的连续管（1）疲劳寿命理论模型，并分别理论计算含球形刮痕和球形压痕缺陷的连续管（1）疲劳寿命，根据疲劳寿命计算结果反推出球形缺陷（2）深度，计算球形缺陷（2）深度a与连续管（1）壁厚t的比值（深厚比）；
第五步：根据球形缺陷（2）处的深厚比，对含球形压痕缺陷连续管（1）进行四级评价，分别为免于评价、初级评价、精细评价和直接报废；
第六步：根据球形缺陷（2）处的深厚比，对含球形刮痕缺陷连续管（1）进行三级评价，分别为初级评价、精细评价和直接报废。
2.根据权利要求1所述的一种表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法：其特征在于，第四步中，在考虑球形缺陷（2）敏感参数的基础上，计算含球形刮痕和球形压痕缺陷连续管（1）疲劳寿命的方法如下：
为了准确评估球形缺陷（2）处应变，引入了应变集中系数，如公式（1）所示；
对应的轴向应变集中系数、环向应变集中系数和径向应变集中系数如公式（2）所示；
Figure 322796DEST_PATH_IMAGE001
Figure 948784DEST_PATH_IMAGE002
式中，
Figure 406484DEST_PATH_IMAGE003
为应变集中因子；
Figure 754025DEST_PATH_IMAGE004
为连续管（1）球形缺陷（2）根部应变；
Figure 479316DEST_PATH_IMAGE005
为名义应变，即没有球形缺陷（2）处的应变；
Figure 746786DEST_PATH_IMAGE006
为轴向应变集中系数；
Figure 816416DEST_PATH_IMAGE007
为球形缺陷（2）根部轴向应变；
Figure 693280DEST_PATH_IMAGE008
为环向应变集中系数；
Figure 444907DEST_PATH_IMAGE009
为球形缺陷（2）根部环向应变；
Figure 116234DEST_PATH_IMAGE010
为径向应变集中系数；
Figure 673160DEST_PATH_IMAGE011
为球形缺陷（2）根部径向应变；
基于厚壁圆筒理论得到在内压作用下连续管（1）的径向应力
Figure 88135DEST_PATH_IMAGE012
、环向应力
Figure 289484DEST_PATH_IMAGE013
和轴向应力
Figure 158476DEST_PATH_IMAGE014
：
Figure 441514DEST_PATH_IMAGE016
式中：
Figure 394601DEST_PATH_IMAGE017
为连续管（1）内半径，mm；
Figure 622285DEST_PATH_IMAGE018
为外半径，mm；
Figure 635415DEST_PATH_IMAGE019
为内压，MPa；r为任意半径，mm；
根据应力分析和von Mises准则，首先产生屈服的临界点总是连续管（2）的内表面，此时
Figure 166933DEST_PATH_IMAGE020
；
Figure 422246DEST_PATH_IMAGE021
根据Remberg-Osgood弹塑性应力-应变关系，弯曲作用产生的总应变
Figure 598187DEST_PATH_IMAGE022
为弹性应变
Figure 47797DEST_PATH_IMAGE023
和塑性应变
Figure 801033DEST_PATH_IMAGE024
之和：
Figure 361501DEST_PATH_IMAGE025
式中：D为连续管（2）外直径，mm；
Figure 59383DEST_PATH_IMAGE026
为弯曲半径，mm；E为弹性模量，MPa；
Figure 679895DEST_PATH_IMAGE027
为屈服极限，MPa；
弯曲产生的轴向力是产生塑性应变的主要原因，内压和弯曲作用下轴向应力
Figure 795792DEST_PATH_IMAGE028
为：
Figure 257822DEST_PATH_IMAGE029
由应力与塑性应变Holomon关系可得弯曲产生的轴向应力
Figure 408355DEST_PATH_IMAGE030
、内压弯曲耦合载荷下的环向应变、轴向应变和径向应变分别为：
Figure 459487DEST_PATH_IMAGE031
Figure 62681DEST_PATH_IMAGE032
式中：
Figure 89586DEST_PATH_IMAGE033
为环向应变；
Figure 974112DEST_PATH_IMAGE034
为轴向应变；
Figure 936426DEST_PATH_IMAGE035
为径向应变；
Figure 289565DEST_PATH_IMAGE036
为循环应变硬化系数，MPa；
Figure 120161DEST_PATH_IMAGE037
为循环应变硬化指数；
连续管（1）塑性变形过程中，采用体积不变假设，耦合载荷下等效塑性应变
Figure 979707DEST_PATH_IMAGE038
为：
Figure 847343DEST_PATH_IMAGE039
采用Brown-Miller疲劳寿命理论模型，应变-寿命公式为：
Figure 690709DEST_PATH_IMAGE040
式中：
Figure 433318DEST_PATH_IMAGE041
是疲劳强度系数，MPa；
Figure 676789DEST_PATH_IMAGE042
是疲劳延性系数；b疲劳强度指数；c是疲劳延性指数；
Figure 715326DEST_PATH_IMAGE043
是最大剪应变；
Figure 780409DEST_PATH_IMAGE044
是最大剪应变平面的正应变；
Figure 952807DEST_PATH_IMAGE045
为疲劳寿命，次；
当
Figure 288410DEST_PATH_IMAGE046
，最大剪应变:
Figure 270752DEST_PATH_IMAGE047
最大剪应变平面的正应变:
Figure 557551DEST_PATH_IMAGE048
（1）含球形刮痕缺陷疲劳寿命理论模型
为准确评估刮痕缺陷对疲劳寿命的影响，在对含刮痕缺陷连续管（1）疲劳寿命评估时引入了缺陷严重系数；
Figure 315257DEST_PATH_IMAGE049
式中，S为缺陷严重系数；h为缺陷深度，m；w为缺陷宽度，m；t为连续管（1）壁厚，m；l为缺陷长度，m；A p 为缺陷在连续管（1）截面上的投影面积，m2；A c 为含缺陷区域的投影面积，m2；
轴向应变集中系数与球形刮痕缺陷严重系数的关系为：
Figure 128535DEST_PATH_IMAGE050
环向应变集中系数与球形刮痕缺陷严重系数的关系为：
Figure 774455DEST_PATH_IMAGE051
得到含球形刮痕缺陷的连续管（1）疲劳寿命计算公式为：
Figure 47085DEST_PATH_IMAGE052
式中：
Figure 436652DEST_PATH_IMAGE053
为含球形刮痕连续管（1）疲劳寿命，次；
（2）含球形压痕缺陷疲劳寿命理论模型；
含球形压痕缺陷和刮痕缺陷对连续管（1）疲劳寿命的影响不同，所以对压痕缺陷连续管（1）疲劳寿命进行重新建模；
由公式（18）可计算出不同压痕下疲劳寿命对应的等效塑性应变，等效塑性应变与球形压痕形状参数间关系式为公式（19），最后得出含球形压痕缺陷的连续管（1）疲劳寿命计算公式（20）；
含压痕连续管（1）塑性变形过程中，采用体积不变假设，耦合载荷下等效塑性应变
Figure 245383DEST_PATH_IMAGE054
为：
Figure 186837DEST_PATH_IMAGE055
等效塑性应变与球形压痕的形状参数（压痕半径为
Figure 448228DEST_PATH_IMAGE056
，压痕深度为
Figure 783622DEST_PATH_IMAGE057
）关系为公式（19），把公式（19）代入公式（18）可得公式（20）：
Figure 446859DEST_PATH_IMAGE058
式中：
Figure 559215DEST_PATH_IMAGE059
为含球形压痕连续管（1）疲劳寿命，次。
3.根据权利要求1所述的一种表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法：其特征在于，在第五步中，对含球形压痕缺陷连续管（1）进行四级评价；即，球形压痕缺陷深度与连续管厚度比值小于等于10%免于评价；深厚比大于10%而小于等于20%进行初级评价；深厚比大于20%而小于等于50%进行精细评价；深厚比大于50%直接报废。
4.根据权利要求1所述的一种表面含球形刮痕和压痕的连续管安全评价方法：其特征在于，在第六步中，对含球形刮痕缺陷连续管（1）进行三级评价，即，球形压痕缺陷深度与连续管厚度比值（深厚比）小于等于10%进行初级评价；深厚比大于10%而小于等于40%进行精细评价；深厚比大于40%直接报废。
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