在役带保温层工业管道腐蚀检测技术的应用

本文介绍了工业管道的常见特点,简述了带保温层工业管道产生常见失效现象的原因,系统介绍了工业管道常见的几种无损检测方法的特征及局限性;提出了采用磁致伸缩低频导波结合电磁超声检测技术,对带保温层工业管道实施在线检测。通过低频导波对直管段部位进行快速全面扫查,电磁超声检测管道三通,弯头等典型管件壁厚,能够实现带保温层工业管道腐蚀缺陷的在线不停机检测。     

低频导波技术在炉管检测中的应用

炉管的两种主要失效形式是开裂和腐蚀减薄。本文通过人工缺陷样管检测实验和现场实验研究探索磁致伸缩超声导波技术在炉管检测中的可行性。结果表明:炉管结焦对导波传播影响很小,应用磁致伸缩超声导波技术检测时,无须对炉管内表面进行处理;磁致伸缩超声导波技术可以准确检出炉管开裂和腐蚀减薄类缺陷,并可进行轴向定位。磁致伸缩超声导波技术应用可使炉管检测更快速和有效。     

电厂高温主蒸汽管在线超声导波检测方法

蒸汽管道长期在高温及应力的条件下运行,不可避免地造成高温腐蚀减薄。因此,蒸汽管道的管壁减薄的检测尤为重要。目前检测高温管道腐蚀的手段主要是采用测厚仪来测量壁厚值。弊端在于要停炉停产,拆除管道保温并打磨,只能进行局部厚度测量,无法保证检测高温蒸汽管道整体的腐蚀减薄情况;在较高的表面温度下,测厚仪的精度亦难以保证。本文基于超声导波技术的在线高温蒸汽管道的在线检测方法,采用高温导波探头,实现了在较高壁温的条件下对高温蒸汽管道的全局壁厚减薄测量缺陷检测。     

高压管汇磁致伸缩导波缺陷检测模拟研究

针对高压管汇导波缺陷检测问题，基于磁致伸缩效应，借助COMSOL有限元仿真软件，建立高压管汇直管段的导波缺陷检测模型，探究导波的激励条件及缺陷检测效果，分析不同参数对缺陷附近磁感应强度分布的影响。研究结果表明:在频率为10 kHz的正弦电流信号激励下，可产生沿管道轴向传播的T（0，1）模态导波，并能辨别缺陷处的回波信号。改变缺陷的尺寸参数时，缺陷附近的磁感应强度随着缺陷深度增加呈增大趋势，随轴向宽度增加呈减小趋势，不同形状的缺陷对应的磁感应强度存在一定的差异；改变激励条件，磁感应强度均随激励电流、激励频率的增加呈不断增加趋势。     

码头压力管道损伤模式识别及检测技术综述

本文介绍了码头压力管道存在的主要损伤模式及针对性检测手段,重点分析介绍了超声C扫描、超声导波检测、漏磁检测等多种新型腐蚀检测手段,以及超声相控阵检测在管道焊缝内部缺陷检测中的应用。     

沉降土体对管道跨越结构应力影响的分析

为了更好地保障长输管道的安全稳定运行,针对长输管道当中的跨越结构进行了应力分析与计算。基于管道跨越结构其结构的特殊性,极容易受到断层、土体塌陷等地质灾害的影响。因此建立了跨越段埋地管道与土壤相互作用的有限元力学模型,分析了30°、40°、50°、60°跨越结构和不同范围土体发生沉降时,管道的应力变化情况。结果显示,当跨越结构中斜管段的角度确定后,便可计算出相应的安全沉降长度;当斜管段角度为50°时,沉降长度控制在13.6m以内,可保证跨越结构不发生塑性变形。通过研究为管道跨越段的安全设计提供了理论依据,该方法可应用在类似的管道跨越结构的应力设计当中。     

基于风险的工业管道在线检测技术研究

化工装置工业管道面临焊接和腐蚀两大问题,装置的长期运行与管道定期检验的矛盾日益突出.通过对数字射线、脉冲涡流、超声导波三种管道在线检测技术的对比分析,结合基于风险的检验(RBI)理念,探索出一套适用于工业管道在线检验的技术,对节约企业成本、保障管道安全具有重要意义.     

大落差原油管道投产充水过程研究

为了探究大落差管道充水投产过程中存在的不满流及低点超压问题,以中缅原油管道怒江跨越段为例（其最大高差达1 480 m）,基于OLGA多相流瞬态模拟方法,对大落差原油管道充水过程进行仿真研究,重点分析到达管道不同低点位置的最大速度、压力及相应持液率,得到不同输量条件下不同低点位置的水流速度、压力及持液率随时间变化规律。结果表明:当输量为900~2 000 m3/h时该管道中存在的段塞流概率降低57%,同时减少了管压波动以及对管道和设备的破坏,提高了管道输送效率。     

压力管道低频导波检测对比试验研究

用两种不同型号的导波检测仪对一根带有很多人工缺陷的导波试管进行检测验证，对导波检测需要进一步完善的地方进行了探讨，同时结合对比试验，对制作导波试管时应注意的一些问题也进行了总结。     

湖南省特检院创新应用完整性检验与管理技术服务“气化湖南工程”建设

2013年3月以来,湖南省特种设备检验检测研究院创新应用完整性检验与管理技术开展埋地油气管道的检验工作,该技术能够快速、有效地检出在役埋地钢管本体腐蚀、内壁堆积氧化物、弯头缺陷、防腐层破损以及聚乙烯管焊接缺陷等质量问题,并对含缺陷管道进行可靠性评价,对有安全隐患的在役管道实施长期跟踪管理。     

穿越水域输气管道裸露悬空段的应力敏感性分析

为保证穿越水域输气管道裸露悬空段的安全运行,需要对裸露悬空段的应力进行敏感性分析。根据流体动力学和固体力学理论,利用有 限元软件对水流冲击下的裸露悬空管段进行流固耦合模拟分析,并找出影响管道受力的主要因素。基于模拟计算结果,采用单因素敏感性分析 法分析各影响因素对管道应力的影响程度,计算各敏感度系数并识别出影响管道应力的关键因素。计算结果表明:裸露悬空管段的径厚比和悬 空长度为影响管道应力的关键因素,两者与管道应力同方向变化,且管道应力对径厚比的敏感性相较于其对悬空长度更强。     

定量风险评价技术在管道城市穿越段的应用

介绍了管道高后果区定量风险评价的方法和风险可接收标准.将定量风险评价技术在我国某长输原油管道城市穿越段的应用表明,定量风险评价方法适用于人口密集的管道高后果区,能对管道高后果区的风险管理、决策提供重要的参考.     

横向穿越滑坡段埋地管道应变响应特性研究*

为准确描述横向滑坡作用下管道非线性响应特征,采用非线性自适应网格技术建立横向穿越滑坡段埋地管道三维有限元模型,利用非线性接触模型表征管土之间、滑坡体与非滑坡体之间的相互作用,探究滑坡位移、埋深及壁厚对管道应变响应特性的影响规律。研究结果表明:随着滑坡位移增大,滑坡体与非滑坡体交界区域和管道位移最大区域两侧管道应变显著增大,易发生失效;结合应变失效判定准则分析,管道不发生失效的最大滑坡位移、最小管道壁厚及最大埋深,在本文算例中分别是0.36 m、9.50 mm、0.97 m。因此管道经过滑坡区时,可适当增大壁厚、减小埋深;滑坡发生后,应重点关注滑坡体与非滑坡体交界区域及管道位移最大区域两侧的变形情况。研究结果可为穿越横向滑坡管道的设计及安全运营提供一定参考。     

基于ABAQUS的穿越公路输气管道力学性状分析

为研究穿越公路埋地天然气管道在车辆载荷下的力学性状,运用ABAQUS有限元软件建立了输气管道-覆盖土壤的三维接触模型,模拟了不同管径、管道壁厚、管道内压、管道埋深以及交通载荷工况下,管道的应力应变情况,得到了不同变量条件下埋地天然气管道的应力应变规律。研究结果表明:交通载荷下输气管道穿越公路时,从经济性考虑,其埋深应控制在2m范围内;结合管道内压,对不同超载程度下重载车辆对埋地管道的力学性能影响进行分析,从安全性考虑,管道宜采用套管敷设穿越形式。所得结论可为输气管道穿越公路段的设计提供参考。     

12Cr1MoVG蒸汽管道蠕变的反射式非线性超声无损检测分析*

针对传统（收-发分置）透射式非线性超声检测方法在现场应用受到众多制约的问题,提出二次谐波（收-发合置）的反射式非线性超声检测思路,通过采集并分离超声检测信号一次底波的反射信号获取非线性超声检测中基波和二次谐波信号,并设计搭建反射式非线性超声实验系统,进行2万小时12Cr1MoVG钢高温蒸汽管道检测实验并与测试样品的里氏硬度值进行比对。研究结果表明:该管道测点的非线性参量β在0.005~0.03变化与其硬度值变化（420~440 HL）呈负相关,即随着试样性能下降β值增大,而硬度值下降。研究结果可为在役高温蒸汽管道蠕变程度的检测提供参考。     

水网地区漂浮输气管道安全评估方法研究

为防治水网地区河流穿越管道形成漂浮管段而发生事故,需要对漂浮管道进行安全评估。根据工程实例,建立水流作用下漂浮管道的力学模型,构建基于土弹簧法的有限元实体模型,采用有限元软件对漂浮输气管道进行仿真计算。然后,根据计算不同漂浮长度下的管道应力,分析管道最大应力比率在漂浮长度影响下的变化规律,建立漂浮管段安全评估模型。最后,结合实例对管道安全评估模型流程进行说明。实例分析结果简洁明了地反映出该漂浮输气管道处于安全运行状态,与实际情况相符,表明该安全评估方法是有效的。     

Numerical and experimental study on the generation and propagation of negative wave in high-pressure gas pipeline leakage

Negative-wave-based leakage detection and localization technology has been widely used in the pipeline system to diminish leak loss and enhance environmental protection from hazardous leak events. However, the fluid mechanics behind the negative wave method has yet been disclosed. The objective of this paper is to investigate the generation and propagation of negative wave in high-pressure pipeline leakage. A three-dimensional computational fluid dynamic (CFD) study on the negative wave was carried out with large eddy simulation (LES) method. Experimentally validated simulation presented the transient wave generation at the leak onset and the comprehensive wave evolution afterwards. Negative wave was proven to be a kind of rarefaction acoustic waves induced by transient mass loss at the onset of leakage. Diffusion due to the density difference at wave fronts drives the negative wave propagation. Propagation of negative wave can be categorized into three states – semi-spherical wave, wave superposition and plane wave, based on different wave forms. The wave characteristics at different states were elucidated and the attenuation effects were discussed respectively. Finally, a non-dimensional correlation was proposed to predict the negative wave amplitude based on pipeline pressure and leak diameter.     

“头顶库”风险量化分析模型研究及实例应用

为了对天然气长输管道等设施穿越尾矿库下游形成的“头顶库”风险进行量化分析,基于假定和边界条件构建了尾矿库溃坝风险分析模型,并通过引入计算公式构建了尾矿库溃坝风险量化分析模型,提取了冲击波超压和爆破地震烈度法计算公式来量化分析管道爆炸对尾矿库影响效应。以福建龙岩某尾矿库“头顶库”为例,研究了该尾矿库溃坝后冲击力是否会造成管道断裂;模拟了爆炸对人员影响的范围;进而分析了管道完全破裂后爆炸造成的冲击波和爆炸振动对尾矿库的影响。研究结果表明:在500 a一遇的洪水条件下,尾矿库溃坝下泄的泥砂流对该穿越管道造成的冲击力不会造成管道断裂;管道泄漏10 min的爆炸情形产生的爆炸冲击波对尾矿库坝体结构没有影响,产生的等效爆炸地震烈度大于尾矿库的抗震设防烈度6度。可为同类实例提供工程理论方法。