大中型悬索管道跨越结构清管动力响应分析

大中型管桥是油气输送管道系统中的关键部位，呈现高次超静定、高柔性的结构特点，清管过程中形成的积液将在管桥处产生强烈的冲击动载荷作用，破坏管桥结构的稳定性。考虑悬索管道跨越结构恒载产生的初始内力、拉索垂度等几何非线性因素，将塔架简化为变截面梁，建立了悬索管桥清管动力分析有限元模型。按照管桥积液流动具有的移动荷栽一时间历程的特性，采用荷载步施加移动载荷。结合实例分析了不同清管工况条件下悬索管桥跨越结构的振动位移、临界积液长度以及临界清管速度，从而为安全清管作业提供指导依据。     

悬空输油管道的地震动力反应分析

针对工程中常见的悬空输油管道,考虑地震载荷的作用和输送液体与管道的相互作用,建立数学模型,用Hamilton原理和有限元法推导了管道的固液耦合振动方程。采用Newmark逐步积分法直接求解方程,在不同流速和不同边界条件下,对管道的地震动力响应进行计算。结果表明：管道的固有频率随流速的增大而降低,当固有频率降低至地震频率时,结构发生共振;当流速达到临界流速时,位移随时间按指数增大,固液耦合作用不能忽略。     

冲沟塌陷区输气管道的安全评价方法研究

为了判断管道的通行方案是否可行,以非线性接触模型为基础,应用ANSYS有限元软件,建立了悬空管段的三维管土相互作用模型,通过分析得出了悬空长度与最大Von Mises应力和沉降量之间的映射关系,二者均随悬空长度的增大而增大。根据应力分析结果选取了管道依次达到许用应力和屈服强度时的悬空长度作为临界指标,建立了悬空管道的安全评价模型,并以工程实例对其进行说明。结果表明:即使暴雨导致冲沟塌陷,该悬空管道仍处于安全状态,管道横穿该冲沟的通行方案是可行的。预期研究结果也可以为地质灾害区油气长输管道的安全运营与防护提供一定的技术支持。     

悬索跨越管道地震响应分析

悬索跨越管道在地震作用下易受破坏,其地震响应分析、抗震设计方法的研究己成为管道跨越工程设计中的重要课题。文中建立了ANSYS分析模型,运用大质量地震输入方式,以典型的地震波作用于悬索跨越管道,进行非线性动力时程分析,得到悬索跨越管道地震响应结果,分析了悬索跨越管道地震响应的规律和特点。结果表明：悬索跨越管道在地震作用下,弯管处受力最大,管跨中点位移最大,地震波轴向和竖向分量对结构响应更强烈。     

洪水冲击管道的模拟分析

根据计算流体力学的原理和方法，以流场数值模拟为基础，利用大型流体计算软件对洪水冲击管道流场进行了模拟分析，得到了流场分布、压力分布情况，计算出了不同裸露程度管道在不同流速洪水冲击下的受力数值，分析了管道裸露程度对管壁受力的影响。     

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。     

埋地双层管道过渡段长度的计算

本文介绍的管道过渡段是浅海采油平台立管系统的一个重要组成部分。对立管系统进行分析，必须考虑过渡段的影响，而考虑过渡段的影响，必须首先确定过渡段的长度，本文引入温度衰减长度概念，提出了用整体等效法计算温差沿管道变化时浅海埋地双层管道的过渡长度，根据所得公式，分析了温度衰减长度对过渡段长度的的影响，以及其它一些参数的影响，可为工程中埋地双层管道的设计提供依据。     

外压作用下夹层管整体式止屈器止屈性能仿真研究

在深水作业的夹层管受外部静水压力作用容易引发屈曲局部失稳,屈曲会沿着管道轴向传播并引发大范围破坏失效,实际工程中常采用设置止屈器的方法来限制屈曲传播,从而避免整段管道的报废。针对此问题,基于ABAQUS软件建立含止屈器的夹层管有限元模型,通过数值仿真分析夹层管在外压作用下的止屈器屈曲穿越变形形态,并对止屈器止屈性能进行参数分析。研究结果表明:增大止屈器长度或宽度能够实现屈曲穿越模式的转变;增强夹层管的层间粘结性能会显著提高夹层管整体式止屈器止屈效率;屈曲穿越压力随止屈器长度或厚度的增大而增大,当超过某一临界值时,屈曲穿越由平行穿越模式变为正交穿越模式。     

内压对管道系统柔性分析的影响

针对在进行管道应力分析时忽略内压对管道系统柔性的影响,文中对承受内压的管道的轴向伸长进行了推导分析,并结合ASME B31规范说明内压对弯管柔性系数和应力增大系数的影响。结果表明:内压对管道轴向伸长的影响较大,对于壁厚一致的弯管,内压使弯管趋于张开;随着管径的增大和采用高强度钢,内压对弯管柔性系数和应力增大系数的影响增强。对于温度变化范围小的大直径、高强度管道(如长输管道),应考虑内压的影响。对于是否考虑内压对弯管柔性系数和应力增大系数的折减作用,应结合具体的操作工况确定。     

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。     

管道机械接头密封性能的有限元分析

设计了管道机械接头,利用管接头件的弹塑性变形进行管道间的连接。分析了管接头的密封原理及影响其连接密封性能的主要因素,并以2″管道机械接头为例,通过建立有限元模型,运用有限元方法,对管接头的抗内压过程进行了数值模拟。有限元模拟得出该管接头承受的极限内压值为18MPa,大于其15 MPa的设计工作内压值,结果显示该管接头的设计工作内压值较其模拟的极限内压值更趋保守,表明该管道接头能够实现管道间的牢固连接,密封性能可靠。     

屈服假塑性流体管流流动及传热规律研究

结合屈服假塑性流体的本构方程、管流力平衡关系式以及非牛顿流体的能量方程，得出了屈服假塑性流体管流速度分布及温度分布。研究结果表明：由于屈服应力的作用，管中心存在柱塞流动，柱塞的半径与屈服应力成正比，与压力梯度成反比；管流流量随屈服应力的增大而减小；柱塞内温度一致，从柱塞边界到管壁，温度逐渐减小，而且越靠近管壁，温降梯度越大。     

内焊机加半自动焊工艺在实际施工中的运用

文中介绍了内焊机加半自动焊工艺在现场施工的运用,通过焊接工艺的对比,体现出内焊机加半自动焊工艺的优势。重点阐述设备组成、施工工序、工艺优势及现场施工过程中的运用情况,反映出内焊机加半自动焊工艺的特点,能够显著提高施工效率,降低施工成本。内焊机加半自动焊工艺完全适用于管道现场施工。     

基于应变的悬空管道性能分析

文中对悬空管道的性能进行了分析.通过力学与有限元的结合,将埋地管道的悬空段简化为大挠度梁,且考虑几何非线性,利用ANSYS建立管道在悬空状态下的大变形有限元模型.研究了跨距变化情况下应变分布情况及变化规律,并基于应变的管道设计准则,对某悬空管道进行安全性评估.结果表明:拉应变最大处出现在出土端管道上表面,跨中管道上表面...     

海洋平台输液管道激振流体特性研究

研究了海洋平台输液管道激振流体的行为特性。依据振荡流体力学及傅里叶变换基本原理，建立了输液管道非定常、不可压缩、黏性振动流的数学模型，将流动分解为稳定流和振荡流2部分，推导出关于流场速度、压力系数的微分方程组，求解了不同条件下的流速和压力。结果表明：海洋平台输液管道激振流体的行为特性受管道结构形状及流体性质的影响。比较等截面管道的变分解和数值解，说明此方法用于研究海洋平台输液管道的流体激振是有效的。     

长输油气管道金属损失漏磁内检测技术研究

以管道漏磁内检测器为载体,通过对管体进行在线的漏磁内检测,可以达到量化管道缺陷、避免事故发生的目的。文中介绍了管道金属损失漏磁内检测技术,分析了油气管道漏磁内检测技术原理及漏磁内检测系统组成,利用有限元分析方法研究了管道缺陷尺寸对于漏磁场信号的影响,验证了管道漏磁内检测技术的可靠性。     

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。     

用气室提高脉冲水射流强度的模拟研究

采用特征线法对用导管-气室水力共振系统提高脉冲水射流的强度进行了模拟研究,表明水力共振系统在合适的系统结构参数和流体参数情况下,可以提高导管出口处的压力振幅。气室容积太大会吸收导管起点压力的振幅,使压力脉动减小,太小则不起作用;喷嘴的出口直径越小,越能提高导管出口压力的振幅。     

汽轮机蒸汽管道的吹扫分析

汽轮机投入使用前,必须吹扫蒸汽管道。文中以陕化2×40000Nm^3／h空分装置为例,针对影响吹扫的因素,从吹扫方案的确定、吹扫原则、吹扫合适参数的选择、临时管道强度计算及校核等方面对蒸汽管道的吹扫进行了分析。总结出根据工艺的实际工况选择合适的参数和吹扫方式,提出了要用理论计算对吹扫中临时管道管架设置与强度校核,对今后此类蒸汽管道的吹扫具有借鉴意义。     

基于Fluent的空冷器管道系统流体均配研究

为了研究空冷器管道系统的流体均配问题,引入多孔介质模型,应用Fluent对空冷器的管道系统进行了数值模拟研究。结果表明:空冷器的压降越大,管道系统的流体分配越均匀;分流集合管与汇流集合管中的压力分布在一定程度上决定了管道系统的流体分配;分流集合管与汇流集合管中流体的流动方向相反有利于管道系统的流体均配,当二者的流体流动方向相同时,沿流动方向各支管流量依次增加。管道系统结构优化后,流体分配更均。