浅析高密度聚乙烯（HDPE）管道的施工工艺及造价分析

高密度聚乙烯（HDPE）管道刚开始从国外引进，在我国工程领域中使用时间不长。文章在分析HDPE管道特性的基础上，介绍了HDPE管道的施工工艺及安装控制要点，指出管道施工中应注意的问题，以保证HDPE管道的施工质量；同时分析了HDPE管道的施工造价。对此类工程有借鉴意义。     

钛合金材料蠕变特性的理论与试验研究

钛合金是深海工程装备的重要材料,在深海环境下会产生不同程度的蠕变变形。该文针对双态组织和网篮组织TC4 ELI钛合金材料,在宏观和微观两个方面开展钛合金蠕变试验研究。开展多组应力水平下的钛合金压缩蠕变试验,绘制蠕变曲线,对传统的Norton方程进行修正,基于最小二乘法拟合饱和蠕变临界应力值和蠕变应力指数,给出初始蠕变阶段和稳态阶段的蠕变本构关系。同时,基于OM(光学显微镜)、XRD(X射线衍射)、TEM(透射电镜)和SEM(扫描电镜)观察,给出TC4 ELI钛合金材料的压缩蠕变微观机理。     

船舶推进轴段材料蠕变解析

船舶推进轴段材料尤其是螺旋桨轴材料在应力和温度作用下会发生弹性变形、弹性失效、不断积累尺寸变化，在较长时间后就会发生蠕变，蠕变破坏与否取决于应力、温度、时间的影响。重点探讨推进轴段材料发生蠕变机理、过程、蠕变影响和减缓材料蠕变的技术措施。     

浅谈大型HDPE管道海上出运安装施工工艺

HDPE管具有耐腐蚀、内壁光滑、流动阻力小、强度高、韧性好、重量轻等特点,广泛应用于内河外海等排水工程。本文以卡塔尔Lusail北部排水口1,400mm HDPE管道海侧安装施工为依据,结合当地特定的气候及地理条件,通过理论结合实践经验,对大型HDPE管道在陆侧出运及海上安装工艺进行较为详细分析,亦为今后类似工程提供借鉴思路。     

深水环境下粘弹性复合材料夹层结构蠕变特性研究

文章结合单轴压缩蠕变试验和粘弹性材料广义Maxwell建模理论得到吸声和浮体两种粘弹性填充材料的松弛模量Prony级数系数,开展了深水环境下粘弹性复合材料夹层结构蠕变特性试验,并将之与仿真研究结果进行对比,得到如下结论：复合材料夹层结构长时蠕变初期,芯材蠕变较表层复合材料占主导地位;随着时间增加,表层复合材料基体的粘弹性特性所表现出的蠕变和松弛现象交织出现,表层应变出现波动;芯材蠕变对复合材料夹层结构长时蠕变变形的贡献约为60%。     

不同屈服准则对完好管道失效压力的影响分析

依据变形失稳和有限应变理论,在考虑应变强化效应的基础上,得到了不同屈服准则的完好管道失效压力计算方法.基于统一屈服准则的管道失效压力解析解,结合完好管道实际爆破压力数据,得到不同材料属性的管道内压失效时适应的屈服准则.根据不同应变强化指数的管道内压破坏屈服准则差异性,对失效压力解析解进行改进,通过与现有试验结果的比较,改进的解析解预测的失效压力与实验结果吻合较好.     

基于压缩蠕变试验的观察窗蠕变特性研究

有机玻璃是深海耐压结构观察窗的常用材料,作为高分子材料,其在室温高压环境下的蠕变变形不容忽视.本文针对国产YB-3有机玻璃开展室温环境中的单轴压缩蠕变试验,探究材料在室温高压环境下的蠕变特性.引入温度函数对陈化理论进行修正,采用最小二乘法拟合得到材料的蠕变本构关系并与有限元分析结果进行对比验证.最后基于有机玻璃室温压缩蠕变本构关系,运用有限元方法探究不同形式观察窗的蠕变特性,可为观察窗的工程设计提供参考.     

基于改进Burgers模型的海相软土剪切蠕变特性*

以珠三角地区某港口地基海相软土为例,分别开展固结排水和固结不排水三轴剪切蠕变试验,并结合剪切蠕变试验结果,在传统Burgers模型的基础上,引入一个非线性SP元件,串联后得到一个新的一维蠕变本构模型,并将其拓展为三维情形,利用改进模型拟合海相软土剪切蠕变曲线,并验证其正确性和合理性。结果表明,每一级加载瞬间海相软土均表现出瞬时弹性变形,随即表现出衰减和稳定蠕变阶段,最后一级加载海相软土发生加速蠕变;每一加载等级的不排水条件下的轴向应变量值和孔隙水压力均大于排水条件;海相软土的渗透性影响蠕变变形,弱渗透性条件更有利于蠕变变形的累积;改进Burgers模型拟合海相软土剪切蠕变曲线,吻合良好。     

船用燃气轮机性能元件蠕变寿命的有限元分析

以材料蠕变开裂为判别依据,利用有限元方法和拉森-米勒方程及迈纳损伤累计理论,分析了一次表面回热器(PSR)性能元件的高温蠕变规律,以研究这种构思独特的波纹状薄板蠕变寿命的评估方法。发现PSR性能元件蠕变最恶劣的位置在相邻小波纹压力通道的上下波纹板片接触点附近。分析PSR的板片元件尺寸δ,两侧压差ΔP及工作温度Tm对其蠕变寿命的影响,给出了各种压力和温度载荷下不同厚度304号不锈钢传热元件的蠕变寿命τR,以及基于工作寿命为105h的元件最小设计厚度mδin。研究结果对船用间冷回热循环燃气轮机系统中PSR的结构设计和其工作寿命评估具有参考价值。     

基于修正Burgers模型的沥青混合料粘弹性蠕变损伤时-温激励特性研究

为研究沥青混合料蠕变特性与其时-温条件下的蠕变规律,准确反映沥青混合料蠕变过程及蠕变数值,引入反映材料内部损伤效应的损伤因子,对Burgers模型进行非线性修正,建立修正Burgers蠕变模型,并通过沥青混合料单轴压缩蠕变实验和离散元PFC模拟蠕变试验进行对比分析,以验证模型的可靠性.研究结果表明：通过修正模型对实验结果的拟合分析,得出沥青混合料时-温蠕变过程的5个发展阶段及各自特点;推导出不同温度沥青混合料蠕变值计算公式;建立的非线性材料损伤蠕变模型可较好地描述沥青混合料蠕变过程.     

普通集装箱堆场取消或简化消防管网的可行性

大连港大窑湾一期工程集装箱码头建设中,在集装箱码头堆场大板下布设的消火栓管线由于不均匀沉降导致管线严重漏水,且在堆场大板下无法维修,只能将管线总阀关闭。这既造成投资浪费又影响实际消防效果。经了解,国内其它一些港口也存在类似的问题,但我国目前尚无有关集装箱码头堆场的专门消防规范,只能依据国家标准《建筑设计防火规范》(GBJ 16-87)的有关规定进行设计。按《建筑设计防火规范》设计集装箱码头堆场的消防管网与实际消防要求针对性、适用性都不强,在大窑湾二期工程中,经充分论证,取消了堆场的管线,取得较好效果。文章对此进行总结,以求探索一个技术可靠、经济合理的集装箱码头的消防方式,寻求我国集装箱港口消防的新途径以补充和完善相关国家标准,并为我国集装箱码头建设提供经验。     

基于AutoPipe的清管器收发球筒分析

根据规范ASME 31.4中对压力管道的要求,利用管道应力分析软件AutoPipe建立了清管球收发筒的模型,并对其进行了较为细致全面的应力分析,得到收发筒在试压工况下的一次应力分析、二次应力分析结果,并找出了应力关键点,校核了收发筒的强度。结果表明,在内压较高的情况下,内压是产生一次应力的主要因素,而温度和收发筒自重则对应力影响较小。分析结果对实际工程中相关管道的应力分析有一定的借鉴意义。     

LNG管道冷应力数值模拟

在LNG船舶设计建造中,用于运输、装卸的液化低温管道需承受-160~+80℃的温差变化,在这个过程中极易对船舶的管道造成应力损伤,因此有必要对LNG船舶管道进行应力分析。文章基于CFD建立T型三通管管道模型,利用FLUENT软件进行数值模拟,从不同支管管径和不同预冷速度2个角度,研究支管管径、进口流速对三通管内压力场、以及应力对管壁总变形的影响。结果表明,三通管道预冷过程中产生的位移即总变形较大区域集中在主管与支管交汇的中心,即约主管高的1/2处,其中支管管径与支管流速变化时,其最大值也会相应增大或者减小。     

海水管路破损原因分析及防治措施

紫铜管广泛应用于船舶供水海水管路中。通过Ansys流场仿真分析和金相分析,对船舶供水管路弯管处破损原因进行研究。结果表明,在一定范围内启闭阀门时间对弯管处应力和应变影响不大,弯管处存在流速过大现象,存在明显的冲刷腐蚀;通过改进铜管制造工艺、建立管线运行制度控制管路压力冲击、增大管路通径和弯曲半径减小管路冲刷腐蚀都能有效的抑制管路破损。     

弯管中流体在简谐摇摆条件下的附加力模型分析

为了给浮动式核动力平台给水泵或凝水泵在海洋条件下的稳定运行提供计算依据，对弯管中流体在简谐海洋条件下所受附加力的模型进行了理论推导，根据模型推导结果对凝水泵入口管道中的一段弯管进行计算，并与直管中流体的附加力模型计算结果进行了对比。研究表明，直管与弯管模型计算的附加压降的差异幅度很小，差值随时间为周期性变化；摇摆周期越大，摇摆角度越小，弯管与直管的附加压降差别越小；在一般的工程计算中可将弯管近似为直管，从而简化计算。     

大型LNG船玻璃钢压载水管道应力校核方法

玻璃钢管作为大型液化天然气(LNG)船压载水管道,在其应用过程中易出现部分管道破裂以及管道支架损坏的问题,针对该问题,以某大型LNG船为例,采用管道应力分析软件CAESARII建立压载水系统玻璃钢管道有限元模型。根据实际建造营运方式,考虑船舶运动加速度、船体变形、温度和压力等载荷,确定能覆盖所有建造运营条件的载荷工况。采用ISO 14692标准作为大型LNG船玻璃钢压载水管应力校核设计的标准,分析压载水管道的应力水平以及作用在管道支架上的负荷,对应力超标处的管道进行优化布置,对承受大负荷的管道支架进行结构加强设计。实船应用结果表明,该方法的应用效果良好,可推广到其他类型船舶的玻璃钢压载水管道系统的设计中。     

流固耦合作用下的注水管路流激振动噪声数值模拟

大压差工况下,船舶内部液舱自流注水时管路振动噪声问题突出。采用有限体积法离散大涡模拟的流体控制方程,计算分析典型工况下注水系统管内流场。考虑管内液体对管道结构振动的影响,计算注水管路的“湿模态”。以管路壁面流体压力脉动作为激励源,基于有限元法对流固耦合作用下管道结构的振动和流激振动辐射噪声进行数值模拟。对阀门上下游不同监测点的流激振动噪声频谱进行分析,探究管路流激振动噪声产生、传播和衰减规律。分析结果表明:注水系统管道结构流激振动噪声沿管道传播基本无衰减;流激振动噪声频带较宽,主频率为80 Hz;管道结构的流激振动噪声整体幅值较大,需要采取增加弹性管卡等措施进行治理。     

Algorithmic formulation of clay and sand pipe–soil interaction models for on-bottom stability analysis

This paper presents a new algorithmic formulation of the clay and sand pipe–soil interaction models recommended by the DNV-RP-F109 code for dynamic on-bottom stability analysis of submarine pipelines. The pipe–soil force update algorithm is formulated within the framework of computational elasto-plasticity and applies Backward-Euler integration to ensure stability and robustness for large time step sizes. Algorithmic optimization techniques are developed by utilizing a closed-form solution and subincrementation. A numerical verification study covering full cyclic displacement ranges of a 12 inch pipeline is presented. The new formulation is shown to increase the time step size by a factor of up to 50 compared to commercial software tools for on-bottom stability analysis. This achievement will be particularly beneficial for long-duration 3D nonlinear time domain on-bottom stability analysis.     

The development of studying flexible pipe bend reinforced by Kevlar fibers

The flexible pipe bend can not only reduce the structural vibration and fluid noise in pipeline, but also realize the flexible connection of a horizontal line and a vertical line and compensate the displacement of three dimensions produced by the shock or vibration of pipeline in the special situations. Up to now, little attention has been paid to study the flexible pipe bend applied in the pipeline of medium or high pressure, because no appropriate framework materials can be used to reinforce it which must endure the burst pressure higher than 10 MPa. The investigation shows that it is possible to produce the flexible pipe bend of medium or high pressure if such fibers with high performance as Kevlar fibers are used to be its reinforced materials. However, its structural designing theory, manufacturing technology and measuring techniques aren‘t yet perfect and systematic, which leads to the instability of the performance of products. Furthermore, few references about its research can be seen. Therefore, it is necessary to systematically and thoroughly develop the structural designing theory, manufacture technology and measuring techniques of flexible pipe bend.