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。     

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。     

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。     

应力分析技术在长输埋地高凝原油管道上的应用

长输埋地高凝原油管道,一旦因应力集中过载出现开裂泄漏,停输抢修时间有限,存在全线凝管的风险。文中首先针对某长输埋地高凝原油管道出现裂纹的原因进行分析,然后采用数值模拟的方法分析出现裂纹的弯头应力集中情况,并对弯头补强前后的受力状态进行分析,最后对埋地高凝原油管道的设计、施工、运行提出建议。     

管线球阀功能的规范要求及其结构设计

针对用于长输油气管道的API 6D球阀设计的特殊性及关注点,介绍了管线球阀阀座的活塞效应原理,分析了API 6D规范对管线球阀的密封结构、功能要求、结构设计要点及功能影响因素,与API 608球阀在结构、功能、受力状态等方面进行了对比,并通过工程实践,针对长输管道工程的特殊性,提出了管线球阀适应长输管道工况的结构设计方案及工艺措施。     

基于磁记忆管道应力检测信号仿真和实验研究

为了研究应力对磁记忆信号的影响，建立了力磁耦合模型，利用磁导率作为中间量建立磁记忆信号和应力之间的耦合关系。利用有限元法仿真了管道在不同管径、不同壁厚以及不同内压情况下应力集中区的磁记忆信号特征的影响规律，进行了不同内压下磁记忆信号采集实验。研究结果表明：管道的壁厚、管径以及内压都会影响应力集中区的应力，进而使得磁记忆信号发生了变化。     

煤矿采空区管道监测方法的应用

煤矿采空塌陷对埋地管道长期安全运营造成严重威胁。介绍了煤矿采空区管道的受力特点,提出了管道安全监测的必要性。结合长距离输油气管道在煤矿采空区的实际情况,提出可行的监测方法,并在鄯乌线芦草沟段进行了实际应用。通过监测得到管体在采空塌陷过程中应力的变化特征和变化量,为长输管道沿线采空区的安全维护提供了经济可行的解决方案,并为处于其他地质灾害区的管道维护提供参考。     

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。     

陆上与海底油气长输管道壁厚确定及校核

对于油气长输管道工程,管道壁厚的选择影响管道结构安全,还直接影响工程总投资,因此合理地确定壁厚很重要。文中通过引用陆上及海底管道设计中常用的规范,介绍了陆上及海底油气管道的壁厚计算方法,同时介绍了通过强度校核来校核计算壁厚并选择标准壁厚。为从事陆上长输管道设计的人员在进行海底管道设计时选择壁厚提供参考。     

斜滑断层对埋地天然气管道力学性能影响

为研究斜滑断层作用下埋地天然气管道受力性能和影响因素,采用有限元软件ADINA进行数值模拟,建立三维管土相互作用非线性有限元模型.在该模型的基础上,分析了断层错动量、管道埋深、管径、内压以及不同管材对管道受力与变形的影响.研究结果表明:断层错动下,钢质管道最大受力与变形位置位于断层两侧,管道所受最大拉压应变相近;管道应...     

地面矩形堆载对埋地管道纵向位移的影响分析

地面堆载作用会引起地基土的不均匀沉降,为了保证油气长输管道的安全运行,有必要对地面堆载作用下埋地管道的纵向位移进行研究。针对Winkler地基梁模型的缺陷,采用考虑土体间相互剪切作用的Pasternak双参数地基模型,根据Boussinesq解,应用有限差分法建立了矩形堆载作用下埋地管道纵向位移的分析模型和计算方法。通过实例研究了堆载的大小、作用位置、管径、壁厚、埋深以及地基土性质对管道纵向位移的影响。结果表明:在这些影响因素中,堆载的大小和作用位置对埋地管道纵向位移的影响较显著,地面堆载对埋地管道的影响是不可忽视的。     

油气长输管道壁厚计算及选用

在油气长输管道设计中,管道的壁厚设计计算和选取直接影响到管道输送安全和工程投资.针对油气长输管道壁厚计算因输送介质不同、输送温度不同、输送压力不同及处于不同地段而产生的差异,归纳总结出油气长输管道普通线路段、穿跨越段和站场部分管道壁厚计算方法,也总结出了在管道壁厚的选取中需要注意的问题及应用的规范.     

膨胀土桩基施工对紧邻管道受力变形的影响

针对我国膨胀土地区中桩基紧邻管道施工广泛存在的情况,文章以云南保山绕城高速胡家坡大桥为工程背景,建立桩基、土体和管道(石油、燃气)的整体三维数值模型,考虑上部结构自重和施工荷载,分析膨胀土桩基施工对邻近管道受力变形的影响。结果表明:桩基施工诱使管道发生竖向及水平变形,累计变形为0.9mm;管道水平应力及竖向应力均处于较低水平,桩基施工对管道受力影响较小,管道结构处于安全状态;桩顶轴向压力对邻近管道受力及变形的影响可以忽略不计。     

基于CAESARⅡ的集油管道跨越段应力分析

集油管道跨越段需要考虑的载荷与一般线路段相比较复杂,主要是增加了因风载、雪载、检修活载等引起的位移载荷,以及考虑地震的影响。在姬十联外输管道千井沟跨越段应用了CAESARⅡ软件,分别开展了水压试验应力、持续应力、热胀应力、固定推力支墩约束受力及位移分析及核算,并以ASME B31.3-2012、ASME B31.4-2010作为计算结果的判定依据,实践表明该软件计算结果合理。     

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。     

基层间接触状态对沥青路面结构受力的影响分析

文章基于有限元接触理论,建立考虑层间粘结状态的大厚度半刚性基层沥青路面结构有限元分析模型,模拟分析不同基层间摩擦系数条件下的路表弯沉变化规律、面层层底弯拉应力变化规律以及上下基层底部弯拉应力变化规律。结果表明:在基层间粘结接触较弱的情况下,完全假设各层间为连续状态分析得到的路面弯沉值及应力值会与考虑层间摩擦时的计算值存在较大的差异,对沥青路面结构受力分析合理性的影响是不可忽略的;只有基层间摩擦系数大到一定程度后,大厚度半刚性基层沥青路面结构才能近似等效为层间连续,在基层间摩擦系数较小的情况下,可采用有限元接触模型进行大厚度半刚性基层沥青路面结构的设计分析。     

长输天然气管道内腐蚀直接评价应用研究

文中基于标准规定和研究成果，论证了气质工况参数、高后果区与风险评价结果等输入数据对长输天然气管道内腐蚀直接评价结果有重要影响；针对丘陵地区某天然气长输管道，用PipePhase软件进行多相流模拟计算开展间接评价预测，并对预测内腐蚀敏感管段进行了直接检测，验证了ICDA的有效性。应用实例分析表明，针对部分长输管道，仅依据临界倾角分析不能确定需直接检测的内腐蚀敏感度点，应进一步开展多相流动分析，为更高效地开展长输天然气管道内腐蚀直接评价提出了建议。     

X80钢级大口径热压三通力学分析

热压三通的理论设计需要了解三通在其工作压力下的应力分布状态,因此,有必要确定热压三通在其工作压力下的应力分布与三通内、外圆弧半径大小之间的关系。采用弹塑性有限元方法和双线性等向强化材料模型,采用有限元分析软件ANSYS对X80钢级大口径等径热压三通内、外圆弧半径与三通受力关系进行了研究。分析结果表明:最大应力出现在热压三通肩部的内侧,该处最薄弱;增大壁厚能有效降低热压三通相贯区和腹部的应力水平;增大肩部过渡圆弧可以降低主、支管过渡区的最大应力;增大壁厚对三通内壁上的应力集中指数影响不大。     

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。     

低温条件下在役管道不停输沉降的设计与施工

管道沉降施工过程中,管道暴露在大气环境中,如果昼夜温差过大,会在管道内产生轴向应力,威胁管道安全。文中以涩宁兰一线和涩宁兰二线沉降施工为例,介绍了在役管道低温条件下不停输沉降的受力计算方法、施工步骤及注意事项,并通过增加沉管过渡段长度、降低管道操作压力等措施,降低了管道沉管施工的轴向拉伸应力,确保了低温条件下管道沉降施工安全,使沉管施工安全、顺利实施。