海底管道挖沟方法的选择

对海底油气输送管道进行挖沟填埋是一种常用的保护方法。文中综述了海底管道主要的挖沟方法及其适用的挖沟设备,分析了各种挖沟方法的优缺点及其适用条件。通过具体工程案例分析了不同管段海域水深、地质条件、挖沟深度等实际情况,在不同的管段采取相应的挖沟方法,选用合理挖沟机械;保证了工程进度,提高了效率,节约了成本,满足预定要求。     

基于ANSYS有限元分析的海底管道变形数值模拟

某海底管道由于拖锚损伤导致局部失效变形。文中基于变形管道的偏移量、着力点破坏程度、塑性变形区域等信息,通过ANSYS有限元分析软件对管道在锚拉力作用下的变形过程进行数值模拟,计算变形管道所受的最大拉力和弯曲角度等参数,并验证整个变形过程。结果表明,该海底管道在至少2 657 k N的外力作用下牵引拉伸导致变形失效。     

中俄东线天然气管道工程稻田软土地基下管道应力分析

为研究软土地区不均匀沉降引起的管道应力状态，结合中俄东线天然气管道工程(南通-甪直)工程实际，采用建筑地基基础规范推荐的公式计算地基沉降，利用ANSYS建立管土相互作用模型，计算管道在不均匀沉降作用下的变形与应力，计算结果与规范允许应力进行对比，评估管道安全性。结果表明，管道所受的应力状态满足GB 50251—2015《输气管道工程设计规范》的要求。     

声呐在海底管道挖沟施工中的应用

文中介绍了声呐系统的组成、工作原理以及在海管挖沟施工中的应用。以实际工程为例,说明了声呐在挖沟机上的安装方式以及使用方法。通过优化声呐的参数设置,达到最佳监控效果,满足了海底管道挖沟安全高效施工的需求,达到了实时监控开沟深度的目的。该设置方法可为后续其他项目施工声呐设置提供借鉴。     

管道腐蚀缺陷的有限元分析

为了研究腐蚀缺陷对管道的影响,通过ANSYS建立了不同尺寸的腐蚀缺陷,验证了模型的准确性,并研究了不同缺陷深度、长度、宽度对管道的Von mises应力影响,进而分析了缺陷深度和缺陷长度对于管道承载极限的影响。结果表明,管道的Von mises应力受缺陷深度和长度影响较大,缺陷宽度到达一定值时,对管道Von mises应力几乎无影响;缺陷深度的增大,大幅度降低了管道承载极限,对于缺陷长度较大的管道,影响更明显。     

海底输油管道变形缺陷修复技术研究

海底输油管道在运行过程中由于施工缺陷、机械损伤等原因可能造成管道凹陷变形,超过6%的严重凹陷变形不仅影响管道内检测,而且可能造成管道断裂,导致原油泄漏。文中以册镇海底管道凹陷缺陷修复为例,提出了结构管卡、机械连接器、复合材料、提升法换管、水下焊接修复技术方案,并分析了5种方案的优缺点,通过实践应用,采用复合材料补强、结构管卡对海底管道严重凹陷变形进行修复,管道恢复正常运行。     

高温双层海底管道轴向力计算方法

海底管道的轴向力分析是海底管道设计研究工作的一项重要内容。基于剪滞理论,提出了一套高温状态下双层海底管道轴向力计算的新方法。此方法可以很好地得出双层海底管道的轴向力分布状态以及内管和外管的最大轴向力。分析得到:内管的轴向力呈均匀分布;外管中间的固定段部分所受的轴向力呈均匀分布,其他部分轴向力呈线性增加,在管道的两端,轴向力达到最大值。     

地震时跨断层海底管道的屈曲分析

地震时,考虑海底管道与土介质的相互作用,对将跨断层海底管道作为薄壳结构时的断层位错反应进行分析计算.利用Ansys分析软件,将管道模型简化为四节点薄壳单元结构, 土介质简化为弹塑性弹簧,建立管土相互作用的有限元分析模型,进行分析计算.根据计算结果以及海底管道屈曲校核准则描绘出管道破坏等级范围分布图.最终得出结论:地震时在大位移断层运动作用下,海底管道存在明显的屈曲变形,在屈曲变形较大处,海底管道发生断裂.     

风载作用下悬索桥大跨度油气管道应力分析

中缅油气管道澜沧江跨越段峡谷年平均风速12.4 m/s,最大风速可达30.7 m/s。澜沧江跨越桥在风载作用下非线性振动特性较突出,跨越段管道易产生横纵向位移,从而产生变形及应力增大问题,对管道安全造成影响。文中采用有限元分析方法,对大跨度管道悬索跨越在风载作用下的变形及应力变化问题进行了分析,建立了有限元模型,模拟了风载作用下悬索桥及管道的应力及变形状况。分析了不同检验风速的影响,得到了管道的应力及变形结果。结果表明:管道的最大应力随风速增加呈线性增大,管道达到许用应力的最大风速为240 m/s,约为其所在位置所受极限风速(60.1 m/s)的4倍,故该段悬索跨越管道在极限风速下处于安全状态。     

环焊缝对管道系统跨距的影响

为了研究环焊缝对管道系统强度的削弱作用,对管道的环焊缝应力状态进行分析,得出管道环焊缝处强度主要由自重以及外载产生的轴向弯曲应力控制。管道跨距是决定轴向弯曲应力的主要变量,参照第一强度理论计算方法,通过引入环向焊接接头系数来考虑环焊缝对管道的跨距值的削弱作用,将计算值与现有标准规范中的管道跨距设计值相比较,并分析环焊缝处应力超标的发生条件。不考虑环焊缝的削弱进行管道跨距设计,某些情况下跨距值是不安全的。从设计角度给出了避免环焊缝应力超标的建议。     

水下采油树保温输油管道的变形分析

水下采油树输油管道保温层受到内、外压力及温度场的作用,容易发生变形。文中建立输油管道保温层的模型,运用CFD流场分析的方法,分析在内、外压力及温度场的共同作用下,输油管道保温层的径向变形对作业水深、输油管道结构参数的敏感性。分析结果表明,输油管道保温层的径向变形量随着作业水深的增加而变大。输油管道的结构参数变化将会影响保温层的径向变形量。     

沼泽地段大口径输气管道应力敏感性分析

大口径输气管道穿越沼泽地段时,由于沼泽地土壤含水饱和度过大,管道易产生自然沉降。管道的过量变形会导致输气管道在运行过程中应力不能满足安全要求,故需要对沼泽地段的大口径输气管道进行应力的敏感性研究。使用应力分析软件CAESAR II对沼泽地段某大口径输气管道进行数值模拟,针对沉降量及压重块间距对管道应力的影响进行分析得出：管道的自然沉降对沼泽地输气管道的应力最敏感,即影响最大。建议在沼泽地管道施工中要做好防沉降措施。     

内压载荷下X80管道裂纹应力分布规律研究

为了研究内压作用下管道裂纹应力场分布规律,以含有表面裂纹的X80管道为研究对象,对不同形状、不同方向、不同内压、不同尺寸的含裂纹管道进行仿真分析和实验验证。结果表明:裂纹尖端处应力远大于裂纹中心应力。裂纹形状对应力影响作用较小,随着裂纹方向与管道轴向夹角增大,裂纹尖端应力先增大后减小,随着管道内压、裂纹深度、裂纹长度的增大,裂纹尖端处应力随之线性增大。其中,裂纹长度对裂纹尖端应力的影响小于管道内压和裂纹深度。     

成品油管道穿越滑坡地段应力分析

成品油管道穿越山区滑坡地段时,受到滑坡推力的作用,易使管道产生过大变形而破坏。为探究此类管道安全问题并提出解决方案,使用应力分析软件CAESAR Ⅱ对某穿越滑坡地段的成品油管道进行应力及位移分析,得出其应力、位移分布,并分析纵向滑坡和横向滑坡对输油管道的影响。通过分析得出常规地段与滑坡地段的交界位置为输油管道的危险截面,且纵向滑坡对输油管道的应力及横向位移、纵向位移影响较大。     

车辆载荷碾压作用下管道的安全性测试与分析

通过对重车碾压的土层压力进行试验,总结计算出了车辆载荷引起土层应力的分布规律,综合土层应力的分布规律、土层参数和钢材参数,建立了重车碾压对管道应力影响的有限元分析模型,提出了应力在土壤中沿深度方向变化的计算公式,通过静载和动载分析,计算出了管道安全的最低埋设深度,对埋深大于1．5m且管道上覆土层均匀密实的管道,由车辆载荷而导致的管道附加应力与管道强度及管道内气压相比,不会危及管道安全,也不会造成管道的疲劳破坏。     

打磨深度对在役管道受力状态的影响

在役管道超声波检测前,通常需要对管道表面进行一定量的打磨,以提高声耦合效果.文中基于ANSYS有限元分析和实验验证的方法,对管道在不同打磨程度下的在役受力情况进行了模拟、分析和验证,以研究打磨行为对在役管道受力状态的影响.研究结果表明:将打磨深度控制在一定范围内时,既能满足声耦合需求,又不会对管道的安全运行造成威胁.     

管道壁厚计算公式改进探讨

通过输油管道及注汽管线壁厚的选择等应用实例来说明传统的管道壁厚的设计公式过于保守,没有相应的壁厚修正标准或公式。这个问题在美国已经得到重视。可参照美国的做法,改进管道壁厚的计算公式,即引入最小壁厚设计因素,完善环向应力公式计算并研究确定管道壁厚与温差之间的关系。     

埋地管道交流感应电压影响因素分析

埋地钢质管道与高压交流输电线路平行时,由于电磁感应作用,管道上会产生交流感应电压。交流电压的大小与许多因素有关,筛选出关键因素对于管道设计中的交流电压估算有重要意义。文中简要推导了管道上交流感应电压的计算公式,采用CDEGS软件建立了输电线路与管道平行的模型,并选取典型的计算参数。通过软件计算,分析了不同管道参数及输电线路参数对最大交流感应电压的影响。计算结果表明防腐层类型、负载电流、平行长度及平行间距对最大交流感应电压影响较大。