CAESARⅡ软件在大口径厚壁钢管应力分析中的可靠性研究

输气管道(大口径厚壁钢管)设计的合理性直接关系到管道运营的安全性,而目前该类管道结构设计仅依赖于经验参数,所以管段的应力分析在管道设计中显得极其重要。以大口径厚壁钢管的简化模型为例,进行了管道应力的理论分析及计算;同时,采用CAESARⅡ软件建立相应的管道应力分析模型,得到管道应力分布情况。将2个应力分析结果作比较,发现理论计算值与软件模拟值的最大误差在标准允许范围内。因此,CAESARⅡ软件在大口径厚壁钢管中的应力分析是可靠的。     

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。     

山区输气管道应力降低方法研究

长输管道途经山区地段,由于管道落差较大,管道受集中应力影响,易发生失效破坏。采用阶梯型的敷管方式,可有效降低管道的应力值。使用CAESAR II软件对山区某低支架敷设的输气管道进行应力分析,得出采用阶梯型敷设的管道平均应力较沿斜坡直接敷设的管道低,且随阶数增多,平均应力有所降低,有效验证了阶梯型的敷管方式使山区大落差管道安全性增高。     

斜坡地段埋地输气管道应力分析

长距离输气管道经过山区地段时,斜坡地段敷设输气管道应力集中现象较明显,安全隐患较大。鉴于坡长、坡度因素在山区管道设计中的重要性,针对斜坡段输气管道进行力学分析。基于ABAQUS软件建立了有限元数值模拟模型,重点分析了不同斜坡角度和不同斜坡坡长下管道内的极值应力变化,当斜坡角在20°~30°时管道所受应力值较高。分析结果对斜坡段埋地输气管道的设计、施工提供了相应依据。     

输气管道站场应力分析

为确保管道在安装、试压、运行条件下安全,管道项目均应进行应力分析,以满足管道设计强度和柔性要求。文中以某输气管道工程输气站场为例,通过边界条件的简化处理并考虑埋地段与土壤的真实效应,在CAESARⅡ中建立了输气管道站场应力分析模型进行应力校核、清管工况应力分析。在安装工况、试压工况、运行工况以及清管工况条件下,站场应力模型满足应力校核需求,分析方法和结果也可以做为类似分析的参考。     

低温条件下在役管道不停输沉降的设计与施工

管道沉降施工过程中,管道暴露在大气环境中,如果昼夜温差过大,会在管道内产生轴向应力,威胁管道安全。文中以涩宁兰一线和涩宁兰二线沉降施工为例,介绍了在役管道低温条件下不停输沉降的受力计算方法、施工步骤及注意事项,并通过增加沉管过渡段长度、降低管道操作压力等措施,降低了管道沉管施工的轴向拉伸应力,确保了低温条件下管道沉降施工安全,使沉管施工安全、顺利实施。     

应用波纹补偿器的高温管道的应力计算

通过对某合成氨原料路线改造工程施工图硫回收工段中高温薄壁大直径管道的应力计算与分析,探讨了波纹补偿器在高温管系中的应用,对比了应用波纹补偿器的管道设计和进行自然补偿管道设计的应力计算结果,得出应用波纹补偿器管道的设计更合理、安全、可靠的结论。     

西气东输二线府河定向钻穿越设计与施工

西气东输二线长输管道定向钻穿越府河工程,采用了大口径、长距离、入土端含卵砂石条件下的水平定向钻技术。文中介绍输气管道在府河复杂地质条件下定向钻穿越的设计方法与施工方案,论述定向钻穿越设计、处理卵砂层方法、导向孔钻进、扩孔、回拖、泥浆配置等技术,总结工程设计及施工经验,为大口径长输管道定向钻穿越技术在复杂地层中的应用和发展提供新的实践资料。     

高温大直径管道的应力影响分析

高温大直径薄壁管道由于受到径向膨胀的影响,管道易发生塑性变形、泄漏等管道破坏情况。小直径管道的常规应力计算,则对径向膨胀忽略不计。为了解决径向膨胀引起高温大直径管道塑性变形等问题,通过对催化烟气管道的应力模拟与分析,探讨在节点和补偿器建模因素影响下,高温大直径管道应力的变化。结果表明:对于高温大直径薄壁管道,当采用管壁节点时径向膨胀对管道应力的影响较大;当采用复杂补偿器模型时管道节点的位移和约束力改变较大。最后通过数据分析得出采用管壁节点约束可模拟管道径向膨胀和复杂补偿器模型可优化管道应力分析,为高温大直径管道的应力模拟提供参考。     

大口径管道制作工艺

近年来,随着工业的发展,钢结构施工中应用大口径钢管日益增多.由于卷制的大口径管道外形尺寸太大,受重力影响,管道管径与实际尺寸相差较大,管道组对时很容易产生错边现象,导致无法焊接或焊缝外观质量较差,无法满足设计及规范要求.经过研究并使用自制的管道管径调整胎具、管道组对胎具及管道焊接胎具,管道组对效率及管道焊缝质量得到显著提高.通过从管道下料、组对、焊接等方面详细阐述了大口径管道的制作工艺.     

基于有限元法的天然气管道隧道清管冲击分析

川气东送管线隧道段众多,过大的冲击载荷将会破坏隧道固定墩的固定作用。为了研究清管器在隧道段中对管道的冲击和其运动规律,结合流体动力学理论,采用ABAQUS有限元分析软件建立了清管器在管道中的冲击模型,模拟分析了清管作业过程中清管器速度与管道输送压力对管道应力与加速度等参数的影响及变化规律。分析结果表明：管道输送压力对管道应力的影响最大,清管器速度、清管器种类对隧道段管道的应力也有影响。     

套筒式收发球在天然气管道内检测中的应用

为解决特殊清管器和检测器以及有特殊结构收发球筒的管道难以实施内检测的问题,以某天然气管道为例,详细介绍了在多节检测器安装困难、收发球筒尺寸过短、附件安装位置不合适等限制条件下,采用套筒式收发球方式对管道进行收发球作业,安全顺利完成了管道内检测。结论认为套筒式收发球能够在不进行收发球筒改造的前提下,完成带有特殊结构收发球筒的管道内检测作业。     

输气管道内检测器模型试验系统的设计

管道内检测器是用来检测油气管道内部缺陷的智能检测系统。为了研究内检测器在输气管道内的运移规律,按照相似理论设计了输气管道内检测器的模型试验系统,包括系统的工作原理、外形结构,试验管道、气源装置和传感器的选择,以及基于VB的试验监测采集系统。试验系统成功应用于管道内检测器的模型试验,可有效采集模型的位移和输气压力的变化,为长输天然气管道内检测器的研制增加了一种有效的试验手段。     

中开线春亭段输气管线变形失效分析

就中开线春亭段输气管线在检修维护中发现的内层管道截面非正常变形问题进行了分析研究。排查了引起管道变形失效的主要因素,对管线改建过程中的关键施工环节对内管外压失稳的作用作了分析与验证。分析表明:该管线的变形失效是在加套管过程中工艺安排不当所致,在施工过程的试压期间引起了内管的外压失稳,使内管产生永久的变形。同时给出了该类管线在设计、制造和检验过程应注意的问题和建议。     

海底柔性管道的安装及应用

柔性管道与普通钢管相比,在抗腐蚀性和铺设速度等方面有许多优势,其在海洋石油行业的应用广泛。以实际生产项目为例,介绍了海底柔性管道作为油气混输管道时的安装方法和过程。海底柔性管道将逐步应用于深海油田开发领域,为今后海底柔性管道在深海的安装和应用提供参考。     

直埋蒸汽管道安装质量控制

文中从施工验收标准适用性分析开始,针对安装中的一些环节,如材料验收,焊接控制,管道补偿器、阀门、防潮管安装,疏水装置的设置,穿越工程的实施,管沟开挖以及暖管、吹扫等,分别阐述了相应的质量控制要求。此外,还提出了牺牲阳极在直埋蒸汽管道中应用的局限性,为此类管道的安装提供了参考。     

输油站场清管系统应力分析

清管是输油管道重要的常规作业之一,是保证管线长期按照设计输量运行的重要保障。目前,对输油站场的清管系统在运行工况下的应力分析较少,特别是没有考虑由于清管器本身对管道所造成的冲击对管道应力分布的影响,所以有必要对输油站场清管工况下的管道进行应力分析。文中采用CAESAR Ⅱ软件对某输油站清管工况下管道系统进行应力分析,建立了清管器受力模型,通过编制VB程序计算了清管器的冲击产生的集中应力大小,并以假设清管器产生的冲击力最大的情况下得出整个管道的一、二次应力分布,找出了一、二次应力分布的关键点,并进行了校核,满足管道的强度要求,所用方法有利于更好地保证清管作业安全。     

气田干管与单井管线不停输开孔连头施工优化

为了更高效完成气田单井管线与输气干管动火连头作业,经过长期总结,采用不停输开孔的方式进行施工较方便。气田干管与单井管线连头优化后工艺核心是先将一个开孔四通焊接在输气干管上,焊接完成后将开孔机安装在四通管口上并对开孔机进行试压,试压合格后将四通支管与天然气单井管线进行连头焊接,用氮气置换四通内与单井管线内空气,再用井口内的天然气对四通及开孔机进行压力平衡,然后用开孔机进行开孔,将单井气体输送到主管道内。优化后的四通不停输开孔连头安全高效,施工简单。     

煤矿采空区管道监测方法的应用

煤矿采空塌陷对埋地管道长期安全运营造成严重威胁。介绍了煤矿采空区管道的受力特点,提出了管道安全监测的必要性。结合长距离输油气管道在煤矿采空区的实际情况,提出可行的监测方法,并在鄯乌线芦草沟段进行了实际应用。通过监测得到管体在采空塌陷过程中应力的变化特征和变化量,为长输管道沿线采空区的安全维护提供了经济可行的解决方案,并为处于其他地质灾害区的管道维护提供参考。     

天然气管道的完整性管理

根据天然气管道完整性管理技术的研究现状,概述了天然气管道完整性管理的框架流程。阐述了天然气管道完整性管理的主要内容,分析了影响管道安全的主要因素、天然气管道事故后果,介绍了管道完整性检测方法,提出了天然气管道腐蚀控制措施以及天然气管道完整性管理体系发展建议。