输油气站区阴极保护中的干扰与屏蔽

干扰和屏蔽是管道输油气站等结构密集区阴极保护中要解决的主要问题,干扰通常表现为对管道干线阴极保护系统的影响,而屏蔽则是区域内部地下金属结构紧密邻近所造成的。讨论了输油气站区阴极保护中的干扰屏蔽现象及解决措施,通过干扰电流最小化处理,部分阳极限流输出及安装排流电极等措施,可控制乃至排除干扰;而多组阳极分散布置,远/近阳极互为补充以及牺牲阳极材料做接地,则可有效减缓屏蔽。     

基于Fluent的空冷器管道系统流体均配研究

为了研究空冷器管道系统的流体均配问题,引入多孔介质模型,应用Fluent对空冷器的管道系统进行了数值模拟研究。结果表明:空冷器的压降越大,管道系统的流体分配越均匀;分流集合管与汇流集合管中的压力分布在一定程度上决定了管道系统的流体分配;分流集合管与汇流集合管中流体的流动方向相反有利于管道系统的流体均配,当二者的流体流动方向相同时,沿流动方向各支管流量依次增加。管道系统结构优化后,流体分配更均。     

埋地输油管道腐蚀缺陷分析及修复工艺

以东北输油管道为例,分析了埋地输油管线腐蚀特点及原因,认为管道的腐蚀主要是由于防腐层老化、剥离,导致出现阴极保护死区,该部位在土壤中氧浓差及细菌的作用下发生了电化学腐蚀;另外,管体表面膜不完整、阴保系统本身缺陷等也最终会加剧管道的腐蚀.提出了防腐层修复、管体补强(开挖技术如套袖补强、非开挖修复如内衬法等)的管道修复工艺要点及适用情况.     

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。     

管线的氧浓差电池现象

氧浓差电池是造成许多管道腐蚀的重要原因.当管道经过2种不同的环境时,由于周围氧气浓度发生差异而导致管道形成氧浓差电池,含氧浓度低的部位形成管道的阳极而发生腐蚀.文中通过对两处腐蚀部分进行分析,阐述了氧浓差电池形成的机理,并根据腐蚀成因提出了防护措施.     

城镇燃气管道腐蚀检测与防护研究

文中对某城镇燃气管道进行了外腐蚀检测,发现存在补口补伤质量较差、阴极保护不达标、杂散电流干扰等问题.大量阳极直接与管体相连,导致部分管段阴极保护不合格;高压输电等工程给管道带来较强的直流杂散干扰.通过数据分析及开挖验证,从加强补口补伤施工管理、合理新增牺牲阳极及增设排流设施方面提出腐蚀防护对策.     

管道三层PE防腐与阴极保护

埋地管道沿线不同的地形地貌和土壤分布造成对管道的腐蚀差异。介绍了洞线土壤腐蚀环境,管道采用三层ＰＥ防护层及阴极保护系统的设计、施工及调试情况。阴极保护系统采用强制电流和牺牲阳极两各保护形式。在高电阻率的石方段采用伴随管道同沟敷设的柔性辅助阳极;在山区段采用带状和块状的镁阳极做牺牲阳极。该系统调试运行正常,应用效果良好。     

基于TGNET的天然气并行管道数值模拟分析

为了研究并行管道发生截断事故时管道的位置、长度和连续性对最大输量的影响以及管道截断时管道末端流量和压力的变化规律,结合流体力学理论,以TGNET软件为基础,建立了带有跨接管的并行管道数学模型。利用该模型,模拟了稳态下管道截断的位置、长度和连续性对最大输量影响;并在此基础上模拟了瞬态下管道截断时的管道末端流量和压力的变化规律。研究表明:截断管道的位置和连续性对最大输量影响非常小;截断管道长度的增加使得最大输量逐渐降低,但降低幅度逐渐减小;并行管道某处截断时,管道末端瞬时流量呈指数形式降低,瞬时压力呈线性形式降低。     

并行管道风险因素与事故交互作用分析

随着能源需求的不断增加,国内管道建设处在一个新的高潮时期,受各种因素制约,近距离并行敷设管道越来越多,给管道的建设和运行安全带来了新的挑战。通过分析并行管道设计、建设和运行阶段所面临的风险因素以及现有研究状况,并着重对管道运行阶段事故交互影响的失效概率进行了讨论。最后提出,对于并行管道的安全问题,不仅要考虑失效后果的严重程度,也应考虑管道发生事故后产生交互影响的概率问题,有效降低管道失效概率是解决并行管道安全问题的主要途径。     

CIPS在牺牲阳极埋地管道腐蚀检测中的应用

为了排除牺牲阳极在埋地管道外防腐层检测中的干扰,提出了一种基于密间隔电位测试技术(CIPS)检测含牺牲阳极钢质埋地管道外防腐层状况的方法,介绍了工程检测实例。结果证明,该方法能对管道外防腐层破损点进行辨别,排除牺牲阳极的干扰,并且完成了管道阴极保护效果的检测。     

机坪管线外防腐对阴极保护影响的分析

某机场机坪加油管线扩建工程竣工验收阶段,在对牺牲阳极保护系统进行测试时,发现阴极保护电位没能达到规范要求的-850 m V。经过分析调查,造成此问题的原因可能是管线外防腐层的变化、旧机坪的杂散电流以及管线土壤电阻率的变化,重点从管线外防腐层自身性质和工艺计算两个方面分析了对牺牲阳极保护系统效果的影响情况。该工程牺牲阳极阴极保护系统管道保护电位不达标的原因主要是新旧机坪管线绝缘问题和牺牲阳极组数量不足,据此进行整顿后管道保护电位达标。     

交流杂散电流对埋地钢质管道阴极保护电位的影响

为了明确交流杂散电流干扰对油气管道阴极保护电位的影响，通过设计的2套实验装置和恒电流极化法，分别研究了受有效电流密度为30、100、250 A/m²的交流干扰，阴极保护电流密度分别为-0.17、-0.25、-0.62、-2.26 A/m²时(对应电位约为-0.75、-0.95、-1.1、-1.2 V)的X70钢油气管道阴极保护电位变化情况。结果表明，交流杂散电流干扰下，阴极保护电位一般会正向偏移，但在阴极保护电位较正时，也可能发生负向偏移。可见，存在交流杂散电流干扰时，油气管道阴极保护电位会发生变化，从而影响阴极保护效果。     

已建碳钢管海底管道结构强度评估

当已建碳钢管海底管道因为延寿、使用功能变化或者其他原因导致设计基础发生变化时,为确保碳钢管海底管道继续安全可靠的运行,需要对其结构强度进行评估。对于已建碳钢管海底管道结构强度的评估方法,国际上相关设计标准仅给出了指导意见。文中根据评估时间的不同,将已建碳钢管海底管道结构强度评估分为寿命期内评估和超过寿命期评估两大类,并系统总结了这两类结构强度评估的工作内容和评估方法。     

不同管径预制直埋保温管保温层摩擦力研究

文中以胡克定律和材料热物理性质为出发点,利用经典力学和材料力学的分析方法,从理论上推导出保温层摩擦力的计算公式,并采用不同管径的预制保温管分冬夏两季进行实验验证。理论分析和实验结果表明:当管道受热伸长时,无保温钢管伸长量大于有保温钢管伸长量,即保温层对钢管有很大摩擦作用。若实验过程中假设钢管的弹性模量和钢材的弹性模量相等且为常数,则保温层摩擦力和无保温管与有保温管伸长量之差成正比;温差越大,无保温管与有保温管伸长量之差越大,则保温层摩擦力越大;保温层摩擦力在管道受热膨胀时,能很好地抵消热膨胀力,可以有效地限制管道沿轴向伸长,提高了供热直埋管道的安全性。     

管道阴极保护数值模拟实验

为了验证数值模拟软件研究埋地管道阴极保护及其干扰相关规律的可行性和准确性,建立了室内土壤模拟溶液模型和室外埋地环道模型,开展阴极保护实验。其中,室内模型实验通过改变阳极位置获得了2组显著不同的电位分布,而室外环道模型通过电缆连接改变管道和接地系统的电连续性。采用数值模拟软件进行电位分布计算和验证,其结果与电位测量数据基本一致。进一步通过软件对室外环道接地极排负实验的3种施工方案进行了数值模拟计算,优选出最佳方案。     

交流电气化铁路对路外管道干扰影响及防护

交流电气化铁路与埋地管道相邻时会对管道产生交流干扰。这种干扰主要通过感性耦合和阻性耦合两种方式,且大部分为间歇干扰。与铁路平行接近的管道所受干扰要明显强于与铁路交叉分布的管道。管道交流干扰程度与铁路的牵引负荷电流、管道与铁路的间距及平行长度等因素密切相关。采用钳位式排流器的接地排流措施可有效降低管道干扰电位,排流保护效果显著。     

近邻隧道爆破施工相互动力影响研究

当两隧道距离较近时,新建隧道爆破施工可能导致既有隧道围岩与衬砌结构的变形甚至损坏。文章以某典型大跨公路隧道近接一小型既有隧道工程为背景,采用LS-DYNA显式动力数值模拟方法,开展近距离隧道爆破施工的相互影响研究。结果表明:新建隧道内振速分量均出现在垂直隧道轮廓线方向,既有隧道迎爆侧振速水平分量最大;围岩类型对爆破振动速度的影响主要在新建隧道近既有隧道侧,对既有隧道内振速影响较小;药量和跨度对新建隧道爆源近区底板影响较大,净距对新建隧道近既有隧道侧影响较大;药量增大、净距减小、跨度减小均会在一定程度上引起既有隧道内振速的增大;相对位置不同,新建隧道最大振速均出现在近既有隧道侧,既有隧道均出现在迎爆侧,爆破掌子面从既有隧道上方穿越时引起的振动大于远离时;既有隧道对新建隧道内的振速具有一定的放大效应。     

长输天然气管道冬季运行分析

为了降低某天然气长输管道的能耗,用SPS软件建立了该条管道仿真模型。在该条管道冬季不同输量下,利用模型分析管道沿线各站出站温度调节对能耗费用的影响。结果表明:该条天然气管道当输量为2.0×1010m3/a时,开空冷器比不开空冷器所需能耗费用多;当输量为2.5×1010m3/a和3.0×1010m3/a时,开空冷器比不开空冷器所需能耗费用少,开空冷器能够降低管道的运行成本。     

高压天然气管道泄漏扩散CFD数值模拟

为了降低天然气管道泄漏对环境造成的危害,采用FLUENT软件对高压天然气管道泄漏后甲烷扩散特性进行数值模拟,分别模拟了稳态及非稳态时甲烷浓度分布及速度分布情况;探究不同管道压力和外界风速对天然气泄漏扩散过程的影响,并通过速度分布图和甲烷浓度分布图分析天然气的扩散特性和区域。结果表明:管内压力越大,甲烷射流出口速度越大,甲烷扩散区域越大;风速越大,甲烷的偏转角度越大,在空气中扩散得越快。     

泥质粉砂岩地层中后行盾构隧道近接施工对大断面矿山法隧道的影响研究

两条以上隧道近距离施工时,将导致既有隧道与新建隧道结构的受力变化,带来工法、工序与施工对策优化等问题。文章以长沙轨道交通3号线盾构隧道近接大断面矿山法隧道施工为工程依托,针对泥质粉砂岩地层,采用数值模拟和模型试验的手段,研究盾构隧道近接矿山法隧道施工的影响规律,并基于地表沉降准则提出影响分区。研究表明:盾构法隧道施工中,盾构开挖距离研究断面1倍洞径至研究断面完成管片拼装这一过程,是引起对应地表沉降增加及既有矿山法结构附加位移增长的主要阶段;对矿山法隧道结构的影响以竖向附加变形为主,具体表现为矿山法隧道整体上浮,越靠近盾构隧道的结构受影响越大;内力影响表现为矿山法隧道结构内力不均匀变化,靠近盾构隧道一侧结构受压加强,远离盾构隧道一侧结构易发生受拉破坏。