بررسی آسیب پذیری لوله های فولادی خطوط انتقال نفت در برابر انفجار سطحی

باتوجه به افزایش احتمال حملات تروریستی و خصمانه علیه سازه ها در سالهای اخیر، درنظر گرفتن پدافند غیرعامل و تعیین آسیب پذیری شریانهای حیاتی مانند لوله های انتقال آب، گاز و نفت از اهمیت بالایی برخوردار است. این خطوط انتقال سیالات می توانند یکی از اهداف دشمنان در حملات جنگی باشند. جنس این لوله ها معمولا از نوع فولاد کربنی است. این تحقیق تاثیر انفجار بر لوله فولادی در یکی از خطوط انتقال نفت کشوررا به صورت عددی مورد بررسی قرار داده است. برای انجام تحقیق از روش اجزای محدود و نرم افزار اباکوس استفاده شده است. تحلیل از نوع دینامیکی صریح تعریف شده است. اثر نرخ کرنش بر رفتار فولاد درنظر گرفته شده است. قطر لوله برابر 106 سانتی متر و ضخامت آن برابر 3/1 سانتی متر است. بر روی لوله خاکریزی به ارتفاع 1 متر قرار دارد. جدار فولادی لوله با استفاده از المانهای پوسته ای شبیه سازی شده است. برای شبیه سازی خاک از مدل رفتاری دراکر پراگر استفاده شده است. رفتار فولاد با تعریف آسیب جانسون کوک درنظر گرفته شده است. برای شبیه سازی انفجار از روش conwep استفاده شده است که تاریخچه فشار انفجار را با توجه به وزن ماده منفجره، فاصله ماده منفجره از مرکز المان و زاویه بین راستای انتشار موج انفجار و نرمال سطح المان محاسبه می نماید. اندرکنش بین سطح لوله و خاک به صورت تماس سطح به سطح تعریف شده است. برای اطمینان از دقت پیش بینی های مدل اجزای محدود، در ابتدا صحت سنجی با استفاده از نتایج یک تحقیق آزمایشگاهی انجام شده است. پس از انجام صحت سنجی، به بررسی تاثیر متغیرها شامل فاصله ماده منفجره از لوله و شدت انفجار پرداخته شده است. نقاط آسیب پذیر لوله در اثر انفجار مشخص شده و فاصله ایمن برای وزن ماده منفجره مشخص تعیین شده است.