基于AMESim的水压单体液压支柱建模与仿真

为研究水压单体液压支柱在负载作用下的特性,建立了单体支柱的物理模型和元件级仿真键合模型,通过模拟支柱工作过程分析了不同参数对支柱升降特性及水压三用阀的压力流量特性的影响。分析结果表明:增大进液口与排液孔直径、减小阀口重叠量与等效阻尼可提高系统响应速度、增大溢流流量和支柱回缩量,但过大进液口直径会影响阀口的关闭性能,同时减小等效阻尼会使安全阀阀芯的稳定性降低。     

地表夯击载荷作用下埋地管道力学分析

为研究地基强夯作业中夯击载荷对埋地管道力学性能的影响,基于有限元原理建立了夯锤-管道-围土耦合三维模型,分析了夯击过程中管道截面变形及所受冲击力变化规律,研究了管道壁厚、夯击速度、夯锤体积对管道应力、应变及变形的影响规律。结果表明:夯击载荷下的管道所受冲击力为脉冲型,且随时间推移逐渐降低为0,最大冲击力随管道壁厚、夯击速度、夯锤体积增大而增大;管道最大等效应力、高应力范围及最大等效塑性应变随壁厚增加而减小,但随夯击速度或夯锤体积增大而增大;随着夯击速度、夯锤体积增大,管道截面变形率（椭圆度或凹陷率）逐渐增大,但其随壁厚增加而减小。     

全启式弹簧安全阀的拆装和定压

全启式弹簧安全阀的阀座与阀体多采用分开式。它与微启式安全阀(如图1所示)在结构上的主要区别,是多一套增加阀瓣开启高度的机构。其主要零件上、下调节环可以分别在导向套和阀座的螺纹上移动,调节间隙,然后用紧定螺钉定位。有的全启式安全阀的上调节环采用增力盘式结构,保留下调节环。在定压时,这种安全阀调整方便,能达到提高阀瓣升力、增加阀瓣开启高度的目的,但灵敏度较低。 全启式弹簧安全阀的拆装 全启式安全阀检修时应进行拆装。拆卸后需检查的项目有:阀杆是否锈蚀和弯曲,弹簧是否有锈蚀和裂纹,它的两个端面是否磨损,与轴线是否垂直;…     

关于罐车内置安全阀结构改进的探讨

安全阀是压力设备系统上不可缺少的重要装置。当介质压力超过规定限值时,安全阀能自动开启（起跳）,排放过剩的介质压力。当介质压力降至限值以同内时,安全阀又能自动关闭（复位）,使系统保持正常工作状态,防止事故发生．确保设备及人身安全。 在现有的液化气罐车上安装的安全阀,一般都采用内置全启式弹簧安全阀。目前,在这种内置安全阀的结构设计中,都是将弹簧放置在阀辨密封面的下方,伸于罐体内部,使整个阀件只有很小一部分露在罐体外部,具有在运行中不易被撞坏的优点。然而,由于弹簧置于罐内,长期暴露在公共介质中,很容易…     

爆炸形成过程中火焰加速的试验研究

为预防和控制工业爆炸事故,并为脉冲爆轰发动机的研究提供理论指导,分析火焰加速导致的燃烧转爆轰过程的影响因素。采用爆轰管探讨障碍物的阻塞比、混合物的组成、初始压力和点火能等4个因素对爆炸性气体火焰速度和爆轰压力的影响规律。试验结果表明:障碍物的存在能大大提高火焰速度和爆轰压力;爆轰压力随管内障碍物阻塞比的增大先变大后减小,并在阻塞比为0.498,燃料种类为天然气,化学当量比为1时达到最大;爆轰压力还随混合气体初始压力的增大和点火能的提高而增大。选择适宜的条件可大大提高火焰加速速率,促进燃烧向爆轰过程转变。     

《在用压力容器检验规程》问答(四)

问:安全阀的回座压力应怎样校验? 答:根据GB12241-89《安全阀一般要求》的定义,回座压力应是“排放后阀瓣重新与阀座接触,即开启高度变为零时的进口压力。”因此,校验回座压力时,应使安全阀达到全开启(排放)状态,再逐渐降低安全阀的进口压力,直到阀瓣重新与阀座接触(安全阀关闭),这时的安全阀进口压力即为回座压力。 问:在用压力容器的主要受压元件材质是否仅以硬度测定来确定? 答:不可以。除进行硬度测定,还应进行化学分析、定性定量的光谱分析,以综合确定材质。 问:一台在用压力容器,如不属于《检验规程》第23条8款(1)项中的情况,且无原…     

对压力容器安全阀密封试验压力的一点思考

安全阀是一种自动阀门，能不借助任何外力而只利用介质本身的力来排出一额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后，再自行关闭并阻止介质继续流出。安全阀在承压类特种设备上应用得十分广泛，它是承压特种设备最重要的安全附件之一。     

弹簧安全阀

弹簧安全阀是压力容器必不可少的安全附件。本文对其种类、各种压力的定义与其作用,安全阀的选用、验收和使用作一简略介绍。 弹簧安全阀的种类 1.微启式弹簧安全阀和全启式弹簧安全阀: 区别微启式和全启式弹簧安全阀的标志是安全阀在动作时阀瓣的上升高度。阀瓣上升高度为阀座喉部直径 D。(密封面内径)的 1/20～1/10时为微启式(如图1所示),阀瓣上升高度为阀座喉部直径D0的1/4～1/3时为全启式(如图2所示)。 2.单弹簧安全阀和双弹簧安全阀: 单弹簧安全阀弹簧受的作用力,设计一般小于2.000公斤(如图1所示)。双弹簧安全阀设计一般超 3.封闭式…     

电机驱动式井下环空防喷器的研制及密封性能分析

针对钻井工艺的复杂性及井型、井段的适应性,研制了一种电机驱动式井下环空防喷器,对其结构、控制方式、工作原理进行了介绍;采用有限元的方法对胶筒座封过程中胶筒与套管不同间距的情况进行仿真分析,得到了胶筒的应力变化规律及“快速密封”的座封方式;利用防喷器实验台架模拟井下溢流的方法测得此防喷器的最大封隔压差以及密封过程中的形态变化,测得硬度为90的胶筒在最大压缩量的时候可以封隔25 MPa压差。此电机驱动式井下环空防喷器结构简单,动作迅速,无需频繁起出钻柱进行防喷器更换,能够重复使用,降低总成本,具有较强的实用性。     

美国好年公司换热器爆炸氨气泄漏事故

<正>事故简介2008年6月10日,为了更换安全阀底部的防爆膜,好年公司的操作员关闭了换热器壳程侧安全阀入口的隔离阀,这个安全阀的设计用途是保护换热器避免超压。但是在那天维修人员更换防爆片完成后,直到事故发生时安全阀入口的隔离阀没有被打开,安全     

基于马尔可夫的地面控制井下安全阀可靠性评估

为保障地面控制井下安全阀系统的安全运行，防止系统发生故障，建立了井下安全阀可修复系统的马尔可夫模型；针对系统设备构成复杂及共因故障等问题，基于β因子模型描述共因失效，同时将模型划分为3个独立模块，通过克罗内克积方法合并，评估系统可靠性；参照OREDA可靠性数据，定量求解井下安全阀系统可用度、可靠度以及稳态指标，研究模型中状态转移概率对系统稳态可用度的影响。研究结果表明:井下安全阀系统的可用度随时间增长而迅速到达稳态值；系统检修周期应小于2.5 a；根据可靠性分析结果，运营方应考虑系统经济与可靠性间的博弈关系，合理优化系统冗余结构与维修周期管理，防止井下安全阀系统失效。     

危化品罐车自封堵式安全截断阀设计与分析

为解决危化品罐车的储罐阀门管线等关键部件易损坏造成危化品泄漏的问题，基于系统本质安全原理设计1种内置自封堵式安全截断阀并对其关键部件强度进行校核计算，建立实现阀芯阀座有效密封的三维实体模型并完成有限元分析。结果表明:在阀座密封面与球形阀芯接触处出现最大应力，阀座承受的最大应力小于材料的最大屈服应力，内置自封堵式安全截断阀具有较高的可靠性，可为危化品储运相关安全装置设计提供理论参考。     

A new approach to determine relieving temperature and thermodynamic behavior of trapped single and multi-phase fluid exposed to fire

Process safety plays a key role in modern industries. This is more significant specifically in off-shore oil and gas platforms where releasing hydrocarbons could cause irreversible damages to both environment and personnel. An important instrument device which can provide safety for process equipment in oil and gas fields is safety relief valve. Correct sizing procedure of such devices depends strongly on physical properties of fluid and relieving condition. The present study revolved around applying thermodynamic concepts and modeling to throw some light on the behavior of trapped fluid exposed to fire in order to evaluate precise temperature and fluid properties at relieving condition. Peng–Robinson equation of state together with a three phase flash has been utilized to handle the calculation. Effect of different design parameters has been evaluated for three distinct categories of fluids namely natural gas, gas-condensate mixture, and gas-oil mixtures. These parameters encompass of operating temperature, operating pressure, Difference of Operating and Design Pressure, gas and oil specific gravities, gas-oil ratio, and water cut. The study depicted that American Petroleum Institute practice number 521 which suggests an ideal gas assumption fails to provide reliable predictions as it significantly overestimate the relieving temperature. Moreover, black oil correlations were also used for the relief temperature estimation of gas-oil-water mixtures. Comparison with HYSYS results as a prominent engineering software proved that black oil models are reliable tools to predict relief temperature.     

油水两相流弯管处安全分析

针对油水两相流经过弯管时的流向改变会导致流体速度和压力发生突变,造成发生静电事故和腐蚀事故风险上升 的不利影响,提出了RSM模型和Mixture模型相结合的安全分析方法。该方法对不同入口速度和含水率的油水两相流进行 数值模拟,并用Origin软件拟合了进口最大允许流速与管径及含水率的经验关系。结果表明,在含水率和入口速度一定 时,随着管径的增加,弯管处的最大速度呈现逐渐减小的趋势:当管径和入口速度一定时,随着含水率的增加,弯管处 的最大速度也逐渐减小。最大压力出现在弯管外拱壁处,最小压力出现在弯管内侧拱壁处。在实际生产中,增加弯管下 游直管段内侧壁的壁厚,可有效防止空化腐蚀所造成的危害;通过含水率来确定安全流速,可有效降低静电事故的风险 。     

Study of mechanical aspects of leak tightness in a pressure relief valve using advanced FE-analysis

This paper presents a numerical study involving the deformation of contact faces in the metal-to-metal seal in a typical pressure relief valve. The valve geometry is simplified to an axisymmetric problem, which comprises a simple geometry consisting of only 3 components. A cylindrical nozzle, which has a valve seat on top, contacts with a disk, which is preloaded by a compressed linear spring. All the components are made of AISI type 316N(L) steel defined using the multilinear kinematic hardening model based on monotonic and cyclic tests at 20° C. In-service observations show that there is a limited fluid leakage through the valve seat at operational pressures about 90% of the set pressure, which is caused by the fluid penetrating into surface asperities at the microscale. Nonlinear FEA in ANSYS using the fluid pressure penetration (FPP) technique revealed that there is a limited amount of fluid penetrating into gap, which is caused by the plastic deformation of the valve seat at the macroscale. Prediction of the fluid pressure distribution over the valve seat just before the valve lift is addressed in this study considering the FPP interaction on multiscale. This is the principal scope, since it allows adjustment of the valve spring force in order to improve the leak tightness.     

球阀处硫颗粒运移沉降规律数值模拟研究

元素硫在集输管道中沉积会引起堵塞和腐蚀问题,球阀处是集输管道中较易出现大量硫沉积的部位之一。为此,采用数值模拟的方法研究高含硫天然气中析出的硫颗粒在球阀处的运移沉降规律,选用雷诺应力模型模拟球阀处的流场,选用Lagrange颗粒轨道模型追踪硫颗粒在球阀处的运动轨迹,探讨影响硫颗粒在球阀处沉积的因素。结果表明:气流进入球阀内将会出现压力损失和流动分离,气流进口速度和球阀开度会对流场产生影响;硫颗粒在球阀处的沉积率随气流流速和颗粒直径的增大而增大,随球阀开度的增大而减小;重力和离心力是造成硫颗粒在球阀处出现大量沉积的重要原因。     

Cybersecurity and dynamic operation in practice: Equipment impacts and safety guarantees

Though dynamic operation of chemical processes has been extensively explored theoretically in contexts such as economic model predictive control or even considering the potential for cyberattacks on control systems creating non-standard operating policies, important practical questions remain regarding dynamic operation. In this work, we look at two of these with particular relevance to process safety: (1) evaluating dynamic operating policies with respect to process equipment fidelity and (2) evaluating procedures for determining the parameters of an advanced control law that can promote both dynamic operation as well as safety if appropriately designed. Regarding the first topic, we utilize computational fluid dynamics and finite element analysis simulations to analyze how cyberattacks on control systems could impact a metric for stress in equipment (maximum Von Mises stress) over time. Subsequently, we develop reduced-order models showing how both a process variable and maximum Von Mises stress vary over time in response to temperature variations at the boundary of the equipment, to use in evaluating how advanced control frameworks might impact and consider the stress. We close by investigating options for obtaining parameters of an economic model predictive control design that would need to meet a variety of theoretical requirements for safety guarantees to hold. This provides insights on practical safety aspects of control theory, and also indicates relationships between control and design from a safety perspective that highlight further relationships between design and control under dynamic operation to deepen perspectives from the computational fluid dynamics and finite element analysis discussions.     

基于LabVIEW的安全阀型式试验数据采集系统

安全阀型式试验数据采集系统结合安全阀开启高度与其他性能指标的关系,创新性地将开启高度、压力和流量三组数据整合到同一个曲线监控图中分别显示,根据开启高度的不同状态读取相应试验数据．从而得到安全阀各项性能指标。     

深水测试地面流程节流油嘴段温压场研究*

为对深水高压气井测试地面流程中的节流油嘴段的温压场及水合物生成情况进行研究,采用数值模拟的方式对整个节流管路进行气体流动特性分析。并利用P-T图回归公式法,得出不同温压场条件下的水合物生成情况,进行水合物生成范围对比。结果表明:针阀出口后端气体速度随着管路入口压力和针阀直径的增大而增大,随管路出口压力的增大而减小,而气体温度随管路入口压力、管路出口压力、针阀直径的变化趋势与之相反。管路入口压力的递增、管路出口压力的递减以及针阀直径的递增,都会导致针阀突变径处的速度场、温压场波动更加剧烈,并使得水合物生成范围扩大。     

缓闭止回阀防护水锤的研究

笔者就水泵扬水的压力输水系统中设置气压式调压室和缓闭止回阀的问题 ,建立了实验模型和相应的数学模型 ,并进行了理论分析研究、数值模拟和实验研究 ;通过实验 ,验证了数值模拟的数学模型和计算程序 ,并且指出了缓闭止回阀使用的范围 ,纠正了使用缓闭止回阀的误区 ,对提高压力水系统安全性及降低工程成本具有现实意义。