环向集中力作用管道的变分法受力分析

轴向压入式管道连接是基于材料在过盈配合作用下产生弹塑性变形的基本原理实现相互连接或密封的技术。文中根据设计的管接头,建立其结构的力学模型。利用变分法原理计算管接头在受到环向集中力作用时管道的径向位移,并与弹性力学中薄壁圆筒受环向集中力时简化计算公式的计算数据进行比较。数据对比表明：利用Rayleigh－Ritz变分法计算圆筒模型的管道变形时,其数据经过校正后满足密封性能要求,具有工程实用性。     

一种新型管道机械接头密封分析

随着海洋石油事业的发展,尤其是在役多年的石油平台工艺管道长时间受腐蚀介质和海洋环境的影响容易发生泄漏,传统的管道焊接技术由于需要动火作业,在已投产的石油平台管道维修方面受油气易燃易爆等各种因素的制约,不适应海洋平台管道维修快速、环保、经济等新要求。文中利用ANSYS有限元软件对传统机械接头的结构进行优化分析,开发出一种新型管道机械连接接头。此种接头具有耐高压、耐腐蚀、节能、安全、安装快捷等显著优点,特别适用于海洋石油平台工艺管道的快速维修。着重分析了新型管道机械接头的基本结构、连接机理及影响其密封性能的主要因素,分析结果显示此种连接可靠。     

含轴向内表面裂纹管道极限载荷有限元计算

获得结构的极限承载能力,是结构极限分析的基本任务。利用三维弹塑性有限元技术,通过新的极限载荷确定方法一停机点法,对内压作用下含轴向内表面裂纹管道的极限载荷进行了系统的计算与分析。结果表明：无量纲极限内压（pB／pP）主要和裂纹深度与管道厚度比（A／T）、管道厚度与直径比（T／DO）有关,裂纹长度与管道直径比（L／DO）对其影响可以忽略。建立了含轴向内表面裂纹管道无量纲塑性极限内压数据库,可供缺陷管道安全评定时参考。     

Φ1016 mm油气管道管内智能封堵器的设计

陆地及海底油气管道的维护或维修都应避免停输作业,利用管内智能封堵技术能在不停输情况下进行管道维修作业。设计了一种Φ1 016 mm油气管道管内智能封堵器,封堵器由清管模块、锚定模块和密封模块串联组成,具有双锚定单密封的功能,并能在到达故障管段之前实现减速;利用有限元软件abaqus对封堵器的密封性能进行了分析,结果表明在管内介质压力为10 MPa的情况下,密封能力(压力)达到了15 MPa.该研究为大口径管内智能封堵技术提供可参考的技术方案。     

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...     

高水压条件下钢顶管管节密封性试验及数值模拟研究

钢顶管是大部分超大型顶管管幕施工的基础和关键技术。在复杂地层条件和高地下水压力环境下,钢顶管管节密封结构的密封性能至关重要。文章以港珠澳大桥拱北隧道曲线顶管管幕工程为背景,针对钢顶管管节密封性能进行了室内模型试验和ABAQUS有限元模拟。结果表明,采用两道鹰嘴形橡胶密封圈的管节接头可以满足现场抵抗0.3 MPa水压的施工密封要求;在0.1~1.0 MPa水压力作用下橡胶圈与插口的最大接触压力均大于施加的水压力,橡胶密封圈不会失效。     

成品油主输泵机械密封的故障分析与改进

输油管线主离心泵机械密封多发故障,给整个管道系统的稳定运行带来较大影响。文中分析了该机械密封设计中存在的结构和材质缺陷,通过对弹簧进行校验,对静环材质进行分析,找出了失效的主要原因。采取对该机械密封的静环进行材料升级,对机械密封冲洗口结构进行优化,同时对密封圈压缩量进行调整等手段进行改造,使机械密封的使用寿命和可靠性得到了提高。经过实际应用,取得了很好的效果,保证了主输泵的安全稳定运行。     

输油气管道破断非焊接抢修技术

文中探讨了输油气管道破断后的非焊接抢修技术.非焊接抢修是临时性的抢修方案,如果管道运输繁忙,停输将会造成重大经济损失,建议采用非焊接抢修方式.非焊接抢修主要采用各种快速接头及快装管道进行,实际抢修时应根据管道的工作压力选用合适的管接头.     

含缺陷弯头塑性极限载荷研究

文中以断裂力学理论为基础,应用ANSYS软件建立含裂纹弯头有限元模型,通过施加内压载荷,对模型的塑性极限载荷做了简单的计算研究。研究结果表明,裂纹对塑性极限载荷的影响不可忽略,同时可以为在役含缺陷压力管道安全评定提供参考。     

长输管道跨越工程复杂工况下数值模拟

以拱形跨越管道为研究对象,采用ABAQUS软件建立考虑管道运行内压、管道自重、温度荷载以及风荷载的拱形跨越管道有限元模型,开展腐蚀、凹陷以及极限工况下拱跨管道力学性能和变形特征研究。研究发现：腐蚀工况或极限工况下,拱跨管道最大Mises应力均发生在拱脚处;凹陷工况下,拱跨管道最大Mises应力发生在凹陷区域。拱形跨越管道的最大平面内竖向位移和最大平面外水平位移分别位于拱跨跨中位置与拱脚位置。     

氦质谱检漏在卡套接头与其连接管密封检测中的应用

卡套接头与其连接管的连接是一种特殊密封结构,针对其匹配密封性,在气压、水压检验基础上提出了更严格的密封性检漏要求,要求在充正气压的条件下应能对泄漏部位进行定位同时对泄漏率进行半定量检测.文中结合要求分析了卡套接头与其连接管的密封结构特点,总结气压、水压检验的检测工艺流程和不足,提出了采用正压氦质谱检漏方法,通过氦质谱仪...     

严寒地区油库压力管道选材研究

根据工业管道安全技术监察规程,严寒地区油库压力管道设计温度低于-20℃,超出了20号碳素钢管的使用温度下限,按照压力管道设计规范中关于低温低应力工况的定义,进行管道应力计算。分析表明：油库压力管道的设计压力低于0.7 MPa时,油库管道正常操作的轴向拉应力低于材料标准规定的20号钢管的最小抗拉强度值的10%,管道操作工况处于低温低应力工况,管道材料可以使用20号钢。     

环焊缝含未焊透缺陷的压力管道安全评定

运用国家标准GB／T19624--2004《在用含缺陷压力容器安全评定》对在用含缺陷压力管道进行安全评定,在国内业界还很少开展。通过对2组环焊缝含未焊透缺陷压力管道的安全评定,提供了对在用含缺陷且载荷复杂的压力管道进行安全评定的方法和步骤,介绍了运用GB／T19624--2004对带环向未焊透缺陷压力管道进行安全评定的方法,为广泛开展在用含缺陷压力管道安全评定提供参考,以保证压力管道运行的安全性和经济性。     

夹具带压堵漏技术的应用研究与改进

在电厂系统运行时,阀门及管道法兰处容易发生泄漏,影响机组的安全可靠运行。夹具带压堵漏技术可实现机组的不停机检修。结合现场大量的实践应用,介绍了带压堵漏技术的工作原理、研究现状、操作中的关键技术。通过该技术在某电厂的应用,总结出影响堵漏成功的主要因素,针对夹具设计中的不足,提出了夹具改进的方法及新型螺栓带压堵漏工具的设计方法,提高了堵漏成功率。     

大口径高钢级薄壁油气管道封堵系统的改造与应用

随着高钢级管道应用日益广泛,同等压力的壁厚也变得越来越薄,管道内径增大,原有的管道封堵系统无法实现封堵密封。为了解决该问题,采用结构优化分析和现场应用验证等方法,对原有封堵头和三通等进行适应性改造、试验和工程应用。结果表明:封堵系统的改造能够重复利用原有封堵三通和封堵头,满足薄壁油气管道的开孔封堵作业和工程应用并且降低了工程成本。     

局部减薄埋地三通塑性极限内压的有限元分析

针对埋地三通外表面局部减薄缺陷,采用弹塑性有限元分析软件ANSYS,研究了单一内压作用下外壁局部减薄埋地等径三通的塑性极限栽荷。考虑几何非线性和材料非线性,分析了缺陷尺寸的变化和位置沿主管底部轴向变化对埋地三通塑性极限载荷影响的变化规律和失效模式,根据腐蚀区的载荷一应变图,对模型的塑性极限载荷进行了预测,研究结果可为含局部减薄等径三通结构设计和安全评定提供理论依据和数值参考。     

采用波纹补偿器管道的应力计算与分析

着重分析了带波纹补偿器的管道应力计算公式以及管道支架推力的计算方法。特别是针对不同特点,将静态应力分为3类,这对进一步的计算机数据分析和图表法数值分析提供了条件。最后,对波纹补偿器的应用特点及管架间距的计算做了较深入讨论。     

油气田用复合材料管材的水压试验

文中介绍了国内外油气田使用的复合材料管材的水压试验方法。通过对国内外有关标准中规定的短时水压失效试验、静水压试验和循环压力试验方法的分析和比较,阐述了水压试验对复合材料管材质量控制的意义,并对复合材料管材质量控制中采用的水压试验方法提出了建议。     

硫化氢对天然气管线内腐蚀的影响分析

在天然气集输过程中,H2S引起的管线内腐蚀问题普遍存在,往往导致管道发生严重局部减薄,甚至穿孔,引发事故。文中以某含S气田管件试样内腐蚀为例,对试样腐蚀产物形貌及成分进行了EDS与XRD分析,分析结果表明该试样具有典型的H2S腐蚀特征。揭示了影响H2S腐蚀的H2S分压、CO2分压等因素的影响机理。同时,指出H2S腐蚀机理复杂,影响因素众多,通常多种因素协同作用。