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。     

含缺陷管道悬空状态下的有限元建模

地质灾害情况下,管道容易产生大变形和失效,造成重大事故,因此,研究地质灾害中管道的建模与应力计算,具有重要的工程意义.通过力学与有限元的结合,利用ANSYS工程软件建立管道在悬空状态下的大变形有限元模型.为考虑土壤地基的影响,采用弹簧来模拟地基对管道的反作用.根据材料力学计算分析,得出比较合适的弹簧间距,并验证了该模型的合理性.对于含缺陷的管道,运用子模型技术进行处理.建模完成后,用一组具体的管道参数进行实例分析,利用ANSYS后处理命令计算管道上的最大应力及其应力分布.     

海底管道挖沟的数值模拟

海底管道在挖沟过程中可能受到较大的弯曲应力而出现屈服甚至断裂现象,因此,有必要确定管道在挖沟过程中的应力和变形分布。考虑管道自重和浮力的影响,采用有限元软件建立了海底管道挖沟时的力学模型,通过静力分析得到不同条件下的最大弯曲应力和变形,并将其拟合成公式。最后,通过实例计算,验证了拟合公式的准确性。结果表明：充水状态比空管状态所受弯曲应力大;管道埋设深度越深,所受弯曲应力越大;当要求的挖沟深度较大时,一次挖沟成型可能导致管道弯曲应力超出许用应力。     

尾矿输送管道管接头泄漏故障分析及处理

分析了管接头在管道使用过程中不正确使用现象及泄漏的原因,介绍了解决这些问题的相应措施.文中研究异常推力作用下管接头的扣环变形,导致密封圈受到损坏,从根本上解决了管接头频繁泄漏的问题,确保机组的正常运行.     

地震时跨断层海底管道的屈曲分析

地震时,考虑海底管道与土介质的相互作用,对将跨断层海底管道作为薄壳结构时的断层位错反应进行分析计算.利用Ansys分析软件,将管道模型简化为四节点薄壳单元结构, 土介质简化为弹塑性弹簧,建立管土相互作用的有限元分析模型,进行分析计算.根据计算结果以及海底管道屈曲校核准则描绘出管道破坏等级范围分布图.最终得出结论:地震时在大位移断层运动作用下,海底管道存在明显的屈曲变形,在屈曲变形较大处,海底管道发生断裂.     

输油管道环焊缝缺陷疲劳寿命评估

采用管道失效评估方法可评估静载荷作用下缺陷是否满足适用要求。但在内压等交变载荷作用下,输油管道环焊缝仍存在疲劳破坏的可能。为评估管道环焊缝缺陷的疲劳寿命,进行管道母材和环焊缝疲劳裂纹扩展速率试验,并分析和统计管道实际运行压力数据以及环焊缝缺陷开挖验证数据,采用BS7910标准方法计算疲劳寿命值。结果显示在仅考虑管道内压波动情况下,管道环焊缝平面型缺陷的疲劳寿命结果满足管道设计使用要求。     

采动沉陷影响下埋地管道应力变形分析

文中研究受采空沉陷区地表移动影响下埋地管道的变形特征,建立煤矿区采动沉陷油气管道的有限元仿真计算模型,对管线方向与工作面推进方向不同夹角开采的影响进行研究,分析了管道的力学行为及变形演化规律,结果表明:夹角为90°工况下管道受地下煤层开采的影响最小,为采空区管道的设计、建设提供参考。     

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。     

油气管道多轮内检测数据对齐算法研究及应用

由于多轮内检测外部不确定因素和误差的共同作用,多轮间里程数据存在一定差异,难以实现管道缺陷的对齐,人工开展内检测数据对齐的工作量巨大。文中针对管道多轮内检测数据对齐算法展开研究,建立相关模型以提高数据对齐工作效率,分析了解管道动态,保障管道安全运行。将算法应用于在役天然气管道的三轮内检测数据,实现了球阀、管件、弯头、环焊缝、缺陷等特征向基线的对齐,对齐结果与基线偏差精确至0.01 m。     

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。     

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。     

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OPC的输油管道泄漏监测系统

针对无法增加泄漏监测专用仪表和数据采集设备的老旧输油管道,设计了基于OPC的输油管道泄漏监测系统,利用OPC通信协议连接现有PLC服务器的方式采集管道运行参数。文中介绍了泄漏监测的原理、OPC通信协议的工作方式和系统的实现方法。系统使用负压波和流量平衡的方法进行管道泄漏识别和漏点定位。输油管道放油测试结果表明,该系统能够及时、准确地发现和定位管道泄漏点。     

输气管道当量粗糙度的最小二乘算法

介绍了一种同时利用多组实际运行参数反算管内壁粗糙度的新方法——最小二乘法，该方法可以有效减少生产报表上运行参数记录值的随机偏差所导致的反算结果偏差。编制了该方法的计算机软件，并利用它计算了国内某干线输气管道的当量粗糙度，计算结果表明其各管段的当量粗糙度为0．017～0．043mm之间。     

带节点深水管道GSPU湿式保温管全尺寸模拟弯曲性能试验

文中介绍了全尺寸深水海底管道GSPU湿式保温涂层及节点SPU湿式保温涂层的模拟弯曲试验设备、方法、步骤及试验结果。通过试验前后表观观察及力学性能测试的对比分析,结果表明试验结果符合ISO 12736—2011附录B标准要求,节点及管体涂层经弯曲试验后与钢管之间剪切力也变化很小,充分说明节点及管体涂层的良好抗弯曲性能。     

碳纤维复合材料修补缺陷管道的应用进展

管道维修补强的方法可以归结为焊接类型、夹具类型和纤维复合材料类型三大类,其中碳纤维复合材料补强技术是综合性能最优良、最具有应用前景的管道维修补强技术.介绍了碳纤维复合材料维修补强技术及其补强原理,及其在油气管道、城镇燃气管道中的应用.实践证明:碳纤维复合材料修复补强缺陷管道具有免焊不动火和带压运行修复等优点,可有效降低...     

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。     

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。