船用汽轮机蒸汽管道设计及应力分析

文中从管径选择、管壁计算、方案布置和支吊架选型进行分析,介绍了某船用汽轮发电机组蒸汽管道的设计。计算分析了该蒸汽管道静态下各支吊架受力、管道应力和管口推力,以及主汽门瞬间关闭时的汽锤力。计算结果表明:该蒸汽管道变形均衡,管道的一次应力、二次应力及管口推力均小于许用值;主汽门瞬间关闭时蒸汽管道的汽锤力较小,对汽轮机和管道的安全运行无影响。本次汽轮发电机组蒸汽管道设计合理,能满足机组安全运行。     

基于MATLAB与CAESAR Ⅱ的管道系统优化设计

文中利用MATLAB和CAESARⅡ实现管道应力分析和最优设计。首先,提出了利用CAESARⅡ和MATLAB进行管道系统应力分析和设计的思路。然后,以简单管道系统为例,应用0.618法和遗传算法分别进行管道系统的单目标和多目标的优化设计,实现了管道设计半自动化动态优化,为实现管道设计自动化提供参考。     

基于CAESAR Ⅱ的火炬总管应力分析

火炬系统是石油化工设计中确保安全、防止火灾爆炸危险的重要安全设施之一。火炬总管的配管设计对整个排放系统影响较大,为确保管道安全运行,对其进行应力分析,以满足管道设计强度和柔性要求。文中以某石化公司新建火炬系统项目为例,通过模型简化,在CAESAR II中建立应力分析模型。通过应力校核,得出满足应力需求、布置合理的配管设计方法。此类分析方法和结果也可以作为相似工程的参考。     

AutoPIPE在输油埋地管道中的应用

埋地管道应力分析的关键在于准确模拟土壤对管道的作用,研究管道周围的土壤力学性能是正确进行埋地管道应力分析的前提。基于AutoPIPE管道应力分析软件,首先对国际上埋地管道理论进行简单的介绍,然后结合该理论对某工程中的埋地输油管道建立了较准确的应力分析模型,进行了较细致全面的应力分析,并指出当地上管道柔性足够时,埋地管道出土入土处端点位移较小,不需要设计固定墩。对管道应力分析工作者利用AutoPIPE进行埋地管道应力分析具有一定的借鉴意义。     

主蒸汽管道动力时程响应分析

管道的动力时程计算通常采用通用软件ANSYS进行分析。由于ANSYS软件不具备按照规范分析对管道计算结果进行评定的功能,因此使用该程序进行后处理的工作比较烦琐。PIPESTRESS程序是用于管道分析评定的专用程序。文中介绍了管道动力学时程分析的理论方法,然后对PIPESTRESS程序和ANSYS程序的计算结果进行了比较,验证了PIPESTRESS用于管道时程力分析的有效性和可靠性,最后采用PIPESTRESS程序分析和评定主蒸汽管在流体时程力作用下的响应。对管道应力分析者采用PIPESTRESS软件进行管道动力学时程分析具有一定的借鉴意义。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于损伤模式的站场管道检测方法及应用

站场管道是油气输送系统的重要组成部分,目前国内没有针对性的站场管道的检验标准。针对站场管道的特点,介绍了站场管道的典型损伤模式,分析对比了压力管道常用的腐蚀检测技术、焊缝检测技术、应力腐蚀检测技术和疲劳损伤检测技术在站场管道检测中的适用性,提出了站场管道针对性的检测方法。工程实践表明,该检测方法能够对站场管道进行有效检测,但是由于站场管道的特殊性,该方法仍存在一些局限和不足。     

低温环境下管道法兰连接的应力分析

文中在考虑温度作用的前提下,对低温管道中的法兰进行了不同螺栓强度等级和螺栓预紧力下的"拉伸+弯曲"组合工况的有限元分析。研究表明:法兰最大应力出现在螺栓上,螺栓的预紧力和强度等级的降低都将对法兰应力分布产生重要的影响。同时,文中也给出了法兰外侧的位移随螺栓预紧力和强度等级的变化规律。最后,通过现场测试验证了数值模拟的准确性。该研究结果可以为输油管线法兰连接的预紧力设定提供参考。     

CAESARⅡ软件在埋地循环水管道设计中的应用

埋地循环水管道回水温度较高时,为提高管道的安全性,需要进行应力分析。文中介绍了埋地管道土壤模拟的Peng理论,以及用CAESARⅡ软件建立埋地管道模型的方法,并利用CAESARⅡ软件对某工程的埋地循环水管道进行了应力分析,计算结果显示,该工程埋地循环水管道一次应力、二次应力均满足规范要求。对利用CAESARⅡ软件开展埋地循环水管道应力分析具有借鉴作用。     

严寒地区油库压力管道选材研究

根据工业管道安全技术监察规程,严寒地区油库压力管道设计温度低于-20℃,超出了20号碳素钢管的使用温度下限,按照压力管道设计规范中关于低温低应力工况的定义,进行管道应力计算。分析表明：油库压力管道的设计压力低于0.7 MPa时,油库管道正常操作的轴向拉应力低于材料标准规定的20号钢管的最小抗拉强度值的10%,管道操作工况处于低温低应力工况,管道材料可以使用20号钢。     

管系应力计算在工业管道检验检测中的应用

在工业管道的检验过程中，采用商业化管系应力计算分析软件，对管道系统的整体应力状况进行分析，确定出应力载荷较大的危险点，有助于检验人员发现应力腐蚀开裂等缺陷，保障不停输全面检验的准确性和可靠性。文中介绍了一个成功的应用案例，该案例中发现了几处典型超标缺陷，说明在工业管道检验检测时，与管系应力计算有机结合，有助于检验人员找出危险管段，提高了检验的有效性与针对性。最后还提出了开展基于管系应力分析的工业管道检验检测的几个步骤与注意事项。     

基于CAESAR Ⅱ的往复压缩机管道振动分析

为提高往复压缩机管道系统的安全性、稳定性,从设计阶段对往复压缩机管道系统的防振设计方法进行研究,利用基于有限元方法的管道应力分析软件CAESARⅡ,对往复压缩机管道系统模型的固有频率进行了分析,提出管道系统优化设计方案。将分析方法应用于实际项目,对工程中往复压缩机管道系统进行建模和求解,解决实际工程中管道系统振动问题,同时证明分析方法的合理性。     

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。     

格拉成品油管道设计施工分析与技术改造探讨

分析了格拉成品油管道输送工艺设计特点和适合高寒地区管道敷设施工技术的应用;分析了设计中存在的技术问题。同时提出对该管道站内工艺及干线管道、发配电系统和消防系统进行技术改造的建议。     

集气站内单井管道应力分析与强度评估

集气站内单井管道结构比较复杂、输送流体涉及油气两相流且流体压力较高,容易出现应力超标问题,为确保其安全运行,有必要对集气站内单井管道进行应力分析与强度评估。集气站所辖单井管道较多且与放空、计量分离管道等相通,考虑对不同位置的支撑作用,提出了不同的设计方案。根据设计资料,使用CAESARⅡ软件对集气站内单井管道及相连管道进行应力分析,校核其埋地管道弯头处应力情况。通过对不同支撑方案的比选可见:3种管道设计方案的一次应力、二次应力均能够顺利通过校核,确定应力值最低、支撑结构受力更合理的方案为该集气站内单井管道的设计方案。     

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。     

输油管弯头腐蚀缺陷应力分析

针对输油管弯头以及管壁上的缺陷,用有限元法对其进行了分析计算,找出了输油管弯头的危险部位,给出了管壁危险部位腐蚀缺陷处的应力分布规律以及危险点,并研究了缺陷的长度、宽度和剩余壁厚对应力的影响;同时拟合了缺陷处应力的计算公式,为工程技术人员的设计计算和现场管道安全运营动态管理提供了依据.