催化氧化系统管道应力分析与优化设计

在催化氧化系统装置的配管设计中,管道受空间限制且介质操作温度较高,容易发生应力超限,导致安全事故。文中结合某石化厂VOCs尾气催化氧化处理改造工程,采用CAESAR II软件对该系统烟气管道进行应力分析,介绍了计算过程和注意事项。针对该管道系统存在的热应力超标问题,从设置膨胀节、降低管口力、调整支架力和位移方面进行优化改进,最终使其满足ASME B31.3标准的要求,为类似管道系统的设计提供参考。     

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。     

基于Abaqus的蒸汽管道应力分析

文中针对某装置高温高压蒸汽管道中出现的应力问题,应用结构有限元分析方法对复杂工况下的蒸汽管道进行应力分析与计算,结果发现其最大应力值超标。通过分析比对,提出增加支吊架的改进方法,从而降低蒸汽管道所承受的应力,有效防止管道出现过应力失效。     

长输管道锚固墩的设置

当管道的操作温度与安装温度存在差异时,在管道出入土端、热煨弯管以及管径改变处,会产生轴向力而推挤设备、阀门、弯头等造成破坏,有必要对埋地管道的应变力和锚固墩的推力进行计算,确定锚固墩的尺寸和位置。文中结合实例,对埋地管道进行受力分析,计算埋地管道过渡段长度,确定锚固墩的推力及位置,并提出减小锚固墩尺寸的措施。     

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。     

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。     

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。     

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。     

安全控制系统在管道水击保护中的应用

为了确保长呼原油管道的安全运行,在管道设计时使用Safety Manager系统,其工作方式是2个CPU同时运行,无主备之分;当管道存在水击触发条件后,SM通讯给其他站,并开始计时,达到触发时间,本站设备动作;在水击执行过程,可人工干预,点击"水击综合复位",终止程序的执行;触发水击保护的条件主要有站关闭、失电、甩泵、站触发ESD等。通过该系统的投入使用,减小了调控操作人员的操作压力,有效保护管道安全运行。     

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。     

采用波纹补偿器管道的应力计算与分析

着重分析了带波纹补偿器的管道应力计算公式以及管道支架推力的计算方法。特别是针对不同特点,将静态应力分为3类,这对进一步的计算机数据分析和图表法数值分析提供了条件。最后,对波纹补偿器的应用特点及管架间距的计算做了较深入讨论。     

管口位移对断管设备的影响与对策

管线发生严重事故时,需要进行断管换管抢修。埋地管线长时间受多重载荷影响而产生应力,致使管道在断开时发生管口位移,这种位移会对断管设备产生较严重的影响,具体表现为断管刀具的卡阻、受损或断裂,严重影响抢修进度与管线的正常生产恢复。文中分析了管线抢修中管口位移产生的原因,介绍了常用的断管设备及其配套刀具,重点分析了管线抢修中管口位移对断管设备的影响,并就有效消除该影响提出了相应的对策。     

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。     

加氢精制反应器出口管道的优化设计

为了在某加氢精制装置改造项目中,对其要更换的反应器(利旧设备管口方位不可调)进行布置,提高其安全性,应用CAESAR Ⅱ软件,对其进行建模和分析,调整反应器出口管道的安装形式,对比应力、管嘴受力等分析报告,得出结论:在满足工艺要求的前提下,为了减少管道压力降并节约管道材料,反应器出口管道应尽量短,减少拐弯,并应避免出现袋形,通过对比应力计算报告,当结果相差不大时,应优先选择安装方式简单、压力降小、节省材料的安装方式。     

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.     

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。     

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。     

钢套钢直埋蒸汽管道技术在跨越河道中的应用

文中以国电驻马店热电厂配套长输蒸汽管线跨越该城市重点河道的工程为例,通过计算高支架最大间距并结合大推力固定支架的结构特性,优化了设备的选型与布置,并解决了埋地弯头热补偿问题,对蒸汽管道跨越河道工程中普遍存在的高支架设置过于紧凑、大推力固定支架难处理等技术难点提供的有效解决方案。讨论了钢套钢直埋蒸汽管道工程中管件的选配、布置以及各个施工细节的处理方法。     

蒸汽管道失效成因分析

通过力学性能测试、化学成分分析、金相检查和扫描电镜分析等方式对一段运行的蒸汽管道失效原因进行了详细分析,得出失效的根源是不合格的金相组织在应力作用下腐蚀开裂。最后指出在役管道定期检验应增加金相检查作为辅助手段。     

高水位敷设条件下直埋蒸汽管保温结构选择及密封

在高水位环境下进行蒸汽管直埋敷设时,常会出现地下水对管道保温层造成损害影响正常运行的情况。文中从直埋蒸汽管道的保温结构方案选择以及应采取的密封防护措施角度提出解决方案,对设计者、制造商、安装单位和业主单位提供工程选型参考,从源头上解决高水位不利条件对管线安全运行的影响。