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。     

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。     

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。     

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SAGE Profile的管卡修复后海底管道应力分析

对于损伤海底管道,为了校核其修复后的管道应力,确保处于安全范围,文中提出了一种利用SAGE Profile软件分析安装管卡后的管道应力方法,通过建模计算得到管道的沉降和等效应力,并利用《海底管道系统规范》中的许用应力设计校核法进行应力校核,结果表明,管道的沉降位移为114 mm,最大等效应力为142.41 MPa,最大等效应力小于安全工作应力,管道应力状态满足规范要求。     

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。     

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.     

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。     

干线石油管道振动的ANSYS分析

针对常见的管道振动情况,通过分析得出其主要原因是管系结构固有频率与激发主频率相近而造成共振.管道系统振动的原因主要有两方面:介质对管道系统产生的振动力,即激发信号,如分支节点部位产生的振动力;对激发信号的响应,其响应除了和激发信号的波形有关外,还和管道系统本身的特征,即系统的刚度、质量及其配置等情况有关.通过理论计算得...     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

矸石电厂汽机管系使用可靠性分析

在某电厂汽机管系大修过程中,发现汽机管系流体输送管道误用了结构用无缝钢管,该批能否继续使用需要进行评价.测定了抽样管道的化学成分和机械性能,开展了抽样管道的水压爆破试验和压扁工艺性能试验.按照可靠性方法分析了各试验参数的随机分布规律,计算了按GB3087接收该批管道的接收概率,应用应力-强度干涉模型分析了汽机管系各管道的使用可靠性.结果发现有18.75%的管道使用可靠度偏低,建议立即更换.     

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.     

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。     

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。     

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。