车辆载荷下埋地管道应力应变测试系统

为了检测车辆碾压下埋地管道应力应变情况,建立穿越管段车辆行驶标准,设计搭建了一套车辆载荷下埋地管道应力应变测试系统。介绍了应力应变测试系统设计与搭建的过程,采用系统进行管道带内压条件下车辆碾压实验。实验结果表明,系统能够准确地检测车辆碾压时埋地管道的应力应变情况。     

装配式输油管线的抗碾压能力分析

敷设在地面的输油管线可能受到行进车辆的碾压和其他物体的碰撞冲击,使管线破坏而失去使用功能。因此,研究管道在静、动载荷下的强度有着重要的实际意义。采用ANSYS及LS-DYNA软件对装配式输油管线建立了有限元模型,进行了静、动态弹塑性有限元数值计算,得到了其可承受的最大载荷和相应的变形。计算结果表明：过载碾压会使管子产生局部的凹陷;管线的承载能力随管子的壁厚增加而提高;管子在高速冲击碾压下会产生较大的变形,冲击的动变形大于静载下的变形,而震荡的动应力小于稳定静载下的静应力。     

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。     

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。     

输油管网系统中水击的研究

分析了管道中水击产生的原因及危害,通过对管网水击的一维数值进行分析,采用特征线法对管道水击压力分布进行分析计算,通过对模拟管道的计算,提出了水击的抑制措施和长距离输送管道的具体措施,确保正常供油压力下各水击的叠加不会影响和危害系统设备,确保输油管网安全平稳运行。     

弯头与直管连接截面及边缘区应力分析

以弯头与直管连接结构边缘区及连接截面为主要研究对象,应用有限元方法建立弯头与直管连接结构数值计算模型,通过与ASME中的弯管应力计算公式进行比较,验证模拟结果的准确性。在此基础上分析结构在内压、弯矩以及2种载荷共同作用下的边缘区和连接截面应力分布特点和规律,提出了连接截面应力计算方法,并证明公式计算结果的可靠性,可用于弯头与直管连接结构安全评定时,计算含面型缺陷的连接面的应力。     

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。     

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。     

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。     

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.     

复杂地表气液混输管路持液率影响分析

为促进生产工况参数调整,缓解气液混输管路积液问题,对比研究了考虑高程变化的起伏管路以及不考虑高程变化的水平管路在气液比、管径、输送压力工况参数变化下对管路持液率的影响规律,以及地形变化对持液量的影响情况。通过实际工程案例验证了研究成果对促进管路积液主控因素判断和工况参数调整具有较好的实用性和可靠性。     

核级管道腐蚀数据的概率统计分析

针对核级管道腐蚀环境的复杂性及腐蚀过程的随机性,提出了基于概率统计方法的最大腐蚀深度预测模型。首先对核级管道进行腐蚀失效分析;其次采用广义极值分布模型（GEV）拟合管道最大腐蚀深度数据,用L-矩法计算模型的参数值,分析核级管道腐蚀深度的统计规律;最后引用回归期的概念预测管道最大腐蚀深度。以某核级管道为例,预测其最大腐蚀深度为4.575 1 mm,超过最大腐蚀深度的概率为0.75%。计算结果证明：应用极值理论作统计分析时,广义极值分布模型具有更广的适用性,该研究对分析腐蚀管道的可靠性和安全性具有一定的意义。     

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。     

水下采油树保温输油管道的变形分析

水下采油树输油管道保温层受到内、外压力及温度场的作用,容易发生变形.文中建立输油管道保温层的模型,运用CFD流场分析的方法,分析在内、外压力及温度场的共同作用下,输油管道保温层的径向变形对作业水深、输油管道结构参数的敏感性.分析结果表明,输油管道保温层的径向变形量随着作业水深的增加而变大.输油管道的结构参数变化将会影响...     

天然气管网的初始流量分配

在对天然气管网进行离线数值模拟计算时,需要给各管段分配初始流量,作为迭代计算的初始值。根据管道的流动状态多在阻力平方区的特点,建立初始流量分配的数学模型,用C 语言编制出计算程序。对实例进行计算和分析,表明用最小平方和法求解各管段初始流量时,不需手工预分初始流量,也不需预先确定各管段流体流动方向,求解所得初始值接近真实值,使数值计算的收敛速度大大提高。     

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...     

直埋供热管道水平转角段设计

文中根据《城镇直埋供热管道工程技术规程》中的直埋水平转角管段应力验算方法,对直埋水平转角管段的受力情况进行了分析,并结合工程实例,采用弹性抗弯铰解析法,通过改变不同的设计参数,对直埋供热水平转角管段的受力情况进行了计算。通过对计算结果的分析,明确了影响弯头应力的主次因素,发现弯头的曲率半径、管顶埋深、管径和循环工作温差对直埋供热水平转角弯头的应力有不同程度的影响,且影响的规律不同。通过计算,绘制了部分工况下的应力图,可以直接在图上查找相应数据,对进一步优化直埋供热管网布置,提高管网可靠性,降低投资,具有借鉴意义。     

PCM+“短接法”在站场埋地管道定位中的应用

为了实现站场内埋地管道的非开挖定位,借鉴长输管道定位技术,采用PCM+探索实现站内管道定位的方法。站场内管道错综复杂,用电设备干扰大,按照正常信号加载方式,电流信号在埋地管道和用电设备之间无序流动,无法实现目标管道准确定位。采用PCM+"短接法",用金属导线将发射机与待检埋地管道直接相连,不经过地网,而形成"发射机-导线-管道-导线-发射机"的封闭回路,接收机可准确探测到埋地管道的位置,现场试验效果良好,经开挖验证后发现误差小于100 mm。     

X100管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂行为的研究

采用慢应变速率拉伸(SSRT)试验和SEM研究了SRB+IOB对X100管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明:X100管线钢母材和焊缝试样在无菌环境下的断口颈缩程度均明显小于有菌(SRB+IOB)环境;母材和焊缝断口在无菌环境下均为韧性+脆性混合型断口,呈现准解理形貌,具有较高的SCC敏感性。在有菌(SRB+IOB)环境下均为韧性断口,呈现韧窝形貌,具有较低的SCC敏感性,且低于无菌环境;无菌环境下断口侧面的SCC裂纹明显多于有菌(SRB+IOB)环境;SRB+IOB的存在导致X100管线钢SCC敏感性降低。     

埋地输油管道非稳态传热数值研究

埋地输油管道非稳态热力研究能为热油管道间歇输送过程中确定停输时间以及再启动等问题提供基础.通过分析埋地热油管道的几何特性建立了有限区域内非稳态热油管道土壤数学模型和边界条件,并使用PHOENICS软件对该数学模型进行求解.模拟结果与工程现象吻合较好.