几种油气输送管材料的疲劳特性与管道寿命预测

针对油气输送管道的疲劳问题,选择管道工程中常用的螺旋缝埋弧焊管(SSAW)、高频电阻焊管(ERW)和直缝埋弧焊管(UOE)3种材料采用小试样对不同区域(管体、焊缝、热影响区)的疲劳裂纹扩展特性进行测试与对比研究.同时,采用自行研制的油气输送管全尺寸实物疲劳试验系统对含裂纹类缺陷的X60 SSAW焊管进行了水压实物疲劳试验,对含表面裂纹缺陷的输送管在承受内压疲劳载荷下表面裂纹的扩展规律进行了探索研究.建立了小试验疲劳试验与管道实物疲劳试验结果的相关性.该研究结果为管道的抗疲劳设计与评价、在役管道疲劳寿命的预测和检测周期的确定提供了依据.     

火电厂锅炉再热器联络管裂纹分析及处理

某火电厂亚临界锅炉墙式再热器蒸汽出口至屏式再热器联络管母管及排空气管接管座产生裂纹发生渗漏.通过对墙式再热器出口管道排空气管接管座裂纹特征、结构型式、管道现场布置情况、运行环境等方面进行综合分析,认为排空气管道安装布置不合理,无保温措施,导致冷凝水倒流,形成热疲劳裂纹并逐步延伸扩展.确认产生裂纹的原因后,优化管道安装布...     

基于紧凑拉伸试验的含缺陷燃气管疲劳寿命预测分析

为分析预测含缺陷燃气管道的疲劳寿命,实现燃气管道分类分级监测和维护。在理论分析含缺陷管道疲劳寿命预测模型的基础上,通过MTS电液伺服疲劳试验机测试获得同一应力比下4种不同应力强度因子的疲劳裂纹扩展速率,进而构建含缺陷燃气管道疲劳寿命的实用模型。以安徽淮南天然气二气源管道工程实际参数为例,预测分析类似条件下含缺陷燃气管道的疲劳寿命,为燃气管道监测维护与分类分级管理提供可靠依据。结果表明:管道的疲劳寿命与裂纹深度变化近似成线性关系,与内压幅值变化近似成指数为负的幂函数关系,且管道输送压力变化幅值不应超过1.5 MPa。     

多功能静电瞬态电位测试系统

针对动态摩擦作业过程中静电瞬态电位难以测试的情况,设计了多功能静电瞬态电位测试系统.该系统通过模拟室再现各种摩擦状况及环境状况,硬件电路保证信号的实时采集,专用软件解决数据显示和存储的问题.     

基于LabVIEW的长输天然气管道泄漏检测与定位研究

为了研究长输天然气管道泄漏检测与定位技术,将管道泄漏检测技术中常用的负压波检测原理与Lab VIEW技术相结合,设计了一套基于Lab VIEW的长输天然气管道泄漏检测与定位分析程序,利用该程序对长输天然气管道泄漏的负压波信号进行滤波和数据处理。利用小波变换的多尺度功能,提取信号的突变或瞬态特征,计算奇异点位置,达到泄漏定位的目的;选取不同类型小波进行泄漏定位误差分析,找出该工况条件下最佳的小波类型。结果表明:该程序对泄漏点的定位误差在4%以内,具有较高的精确度和可行性;在该工况下,最佳的小波类型为db5,其定位误差精确到0.034%。     

瞬态温度载荷下固液混合装药内部温度响应研究

为了研究瞬态温度载荷作用下固液混合装药起爆点火过程,设计了瞬态温度载荷试验装置和瞬态温度测试系统。用黑火药爆炸温度作为瞬态温度载荷,测试了固液混合装药内部的温度响应过程,并与数值模拟进行对比分析。结果表明,设计的瞬态温度载荷测试系统可以研究装药对瞬态温度的响应。     

静电放电对电火工品作用机理分析与试验研究

在分析电火工品静电作用机理的基础上,利用瞬态脉冲试验原理研究了静电放电对电火工品的性能影响。分析了因电火工品个体差异导致分组不均给试验带来的影响,提出用瞬态脉冲试验得到的温升参数对样品进行分组,以保证试验样品的一致性。研究结果表明,经过静电放电试验后,电火工品温升值变大,平均作用时间变长。说明可以用瞬态脉冲试验法检测经静电放电后电火工品的性能变化。     

基于稳定风场的埋地天然气管道泄漏数值模拟

针对目前城镇埋地管道天然气泄漏研究模拟工况简单、可信性较低等问题,考虑障碍物对环境风场的影响,利用计算流体力学（CFD）软件建立天然气管道三维泄漏模型,将模拟过程分为环境风场的稳态模拟和管道泄漏扩散的瞬态模拟两步,分析天然气泄漏扩散规律。结果表明:在风场稳态模拟中,建筑物附近风场受干扰明显,上游形成小范围的低速滞留区,下游形成较长的尾迹。在天然气泄漏扩散瞬态模拟中,土壤层天然气受风速影响较小,气体在近地面及贴近建筑物侧积聚,扩散范围随时间逐渐趋于稳定,泄漏扩散达到稳定后表现出土壤层积聚、气云沉降、贴近建筑物积聚、气云扩散局限性的特征。风速主要影响天然气的扩散高度,对水平方向的扩散范围影响较小,风速与天然气扩散高度成反比。     

关于氨制冷管道低压侧设计有关问题的探讨

对氨制冷系统的实际工况和特殊工况进行了分析,通过对目前国内在用的几个设计规范和标准的对比,和国内沿用几十年的制造、安装经验的分析,提出了在氨制冷管道低压侧的设计环节,必须明确"低温低应力"工况;对于采用热氨融霜工艺的氨制冷系统,必须考虑短时的"低温高应力"工况,并在设计上采取相应的对策,以确保运行安全。     

石化企业高温管道疲劳损伤在线监测和分析系统研发

石化企业高温管道长期处于高温高压的恶劣工作环境,管道的失效直接影响炼化企业的安全经济运行。疲劳损伤是造成石化企业高温管道失效的主要方式之一,实现石化企业高温管道的疲劳损伤在线监测和分析是提高其安全运行和管理水平的有效途径。本文研究提出了高风险应力区的判别方法,并基于高温应变片构建了高温管道疲劳损伤在线监测系统。同时,提出了随机应力谱快速处理方法,以及累积损伤疲劳剩余寿命预测方法。在线监测和分析系统已在石化企业进行现场应用并取得良好效果,为企业开展以可靠性为中心的维修提供了技术基础。     

大口径高温高压管道下沉分析

以某电厂的主蒸汽管道为例,对其支吊架进行冷、热态检验,发现炉侧连续恒力吊架冷态时指针卡死下极限位置,热态时实际垂直热位移值较小,与设计严重不符。根据现场情况和应力计算结果综合分析,发现管道壁厚存在严重误差导致管道下沉。针对以上情况,首次提出了支吊架配置改造方案需要考虑的4个方面,给解决此类问题提供帮助。     

自燃煤矸石山温度场的有限元分析

建立自燃煤矸石山中任意点的瞬态温度场控制方程;在假定矸石山不存在内部对流换热的条件下,对矸石山模型的初始、边界条件进行了确定和求解;在耗氧量原理基础上通过实验近似得出了其内部热源强度;并推导出了自燃煤矸石山瞬态温度场的有限元数学模型。在瞬态温度场的有限元模型和相关初始、边界条件基础上,应用ANSYS软件中的8节点6面体等参元对此30m(底半径)×30m(高)自燃煤矸石山模型进行单元划分,得到527个单元、2029个节点,并进行了相关模拟计算。对计算出的温度作了相应的误差分析,得出该有限元数学模型的精度比较可靠;并在模拟计算结果的基础上进行了相关的温度场分析。     

基于时序片段的油气管道运行工况识别方法*

为准确识别管道系统运行工况,提高对油气管道突发事故的响应速度,综合提升管网安全管理水平,提出1种基于时序片段的油气管道运行工况识别方法。首先,构建基于概率分布的状态变化识别模型,提取油气管道中不同运行状态点;其次,建立基于时间序列片段的工况识别模型,快速识别不同时间长度内油气管道运行工况;最后,以国内某成品油管道为例进行方法验证。研究结果表明:该方法可有效识别成品油管道阀门开关状态、泵异常停机和阀门内漏3种运行工况。对比传统的识别方法,该方法可降低状态变化点的漏报率,提升管道运行工况识别的准确率。研究结果可为油气管道系统运行工况识别提供新的借鉴方法。     

管道内甲烷/空气预混火焰加速传播特性研究

搭建了基于可视化燃烧管道的预混火焰精细结构实验台,通过理论分析和实验等手段对预混火焰的瞬态传播过程及加速传播特性进行了研究,分析得出了不同甲烷含量的预混火焰加速传播规律及预混火焰由层流向湍流的转变规律.     

蒸汽管道热力补偿失效问题分析

随着输送介质温度的升高,供热管道将出现热伸长现象,该伸长量若不能得到有效补偿,将会使管道承受巨大的应力,从而导致管道严重变形,甚至破裂.支架和热力补偿器是热力管道的重要组成部分,选用或布置时,必须保证管道的稳定性,充分满足管道热位移和热力补偿的要求,避免产生过大的各种应力.     

直埋热力管道应力及热位移的分析

分析了直埋敷设热力管道在温度循环变化过程中应力、热位移等参数的变化特点。通过分析了某种布置管段工作中应力、热位移等参数的变化，研究了直埋敷设管道热位移对管道安全的影响。     

基于稳定风场的架空天然气管道泄漏数值模拟

针对架空管道天然气泄漏问题,考虑管道自身对泄漏扩散的影响,利用计算流体力学(CFD)软件建立天然气管道三维泄漏模型,为提高模拟可信性和合理性,先对计算流域风场进行稳态模拟,再对天然气泄漏扩散过程进行瞬态模拟,分析天然气泄漏扩散规律及风速对泄漏扩散的影响。结果表明:在稳态风场模拟中,管道附近风场受管道影响十分明显,管道上下侧面风速极高;在瞬态天然气泄漏扩散模拟中,天然气泄漏初期的扩散受风速影响明显,验证了先进行稳态风场模拟的必要性,泄漏扩散达到稳定状态后出现气云沉降、单侧分布、尾部分叉、风速影响扩散距离的特征;同等风速条件下,较小浓度边界扩散范围大,达到稳定所需时间短,同等浓度边界条件下,风速与扩散影响面积和浓度边界达到稳定所用时间成反比。     

电站锅炉范围内管道风险分析与控制

电站锅炉范围内管道在受高热蠕变、疲劳失效的演化过程中,事故发生具有不确定性,一旦发生事故将造成严重后果。通过对电站锅炉范围内管道的界定,分析其存在的风险隐患并提出控制措施,提升电站锅炉管道在生产过程中的安全性。     

流量分布系数对低压热释放速率测量的影响

热释放速率是反映火灾规模的重要参数,但高海拔低压地区可燃物燃烧的热释放速率测量一直未得到有效解决。为此,引入烟气管道流量分布系数,并对其进行低压修正,基于耗氧原理分析了低压条件下可燃物燃烧的热释放速率测量原理,提出了低压燃烧热释放速率的计算方法。在此基础上,设计并搭建了低压燃烧舱模拟高海拔低压环境,开展了不同静态低压条件下的正庚烷池火试验,并对烟气管道流量分布系数与不同的静态环境低压进行线性关系、指数关系等拟合,发现试验工况压力下的流量分布系数与响应的环境压力呈指数函数关系,且拟合度高达97.2%。采用指数函数关系并根据能量守恒对试验测量出的低压热释放速率进行修正,误差不超过5%,表明该方法可行。     

某亚临界机组四大管道寿命评估分析

对某亚临界锅炉的四大管道进行寿命评估,对主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道进行壁厚校核、理论计算,采用等温线外推法对此机组主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道剩余寿命进行计算并对计算结果进行分析讨论,并对下次大修提出建议。