长输管道凹陷提压回圆评价方法

为了解决长输管道深凹陷所导致的清管器及内检测器难以通过的工程问题,基于局部提高管道内压可使凹陷回圆、深度减小以达到清管器或检测器可通过深度门槛值的思想,建立了内压作用下管道凹陷回圆过程非线性有限元模型;提出了管道凹陷回圆系数的定义;通过应力应变响应分析对凹陷回圆过程的安全性进行论证;对回圆系数的影响因素进行分析,探讨径厚比、管材、凹陷尺寸、初始内压、回圆压力等参数对回圆系数的影响;基于有限元计算算例,采用非线性回归的方法拟合了凹陷回圆系数工程计算公式。研究结果表明:在极限回圆压力工况下,凹陷回圆过程中管道未发生二次塑性损伤;误差分析显示拟合所得公式预测精度较好,可用于长输管道凹陷的回圆评价。     

城镇油气管道事故应急疏散决策优化

为实现油气管道事故中城镇大规模应急疏散的智慧决策,构建基于改进的自适应蚁群算法的应急疏散路径优化模型,开发基于油气管道典型事故后果分析的城镇大规模应急疏散决策优化系统平台(LSSED)。LSSED在地理信息系统平台上,针对油气管道泄漏引起的扩散、喷射火、池火、BLEVE、蒸气云爆炸等典型事故进行事故后果分析,对疏散通道当量长度和疏散时间成本函数进行定量评价,实现大规模应急疏散方案的智慧决策和避难方案的全局优化。案例分析表明,LSSED平台实现了基于地理信息系统的典型事故时变环境信息和应急疏散路径优化算法的数据传递及系统集成,实现了基于事故后果分析的城镇大规模人群疏散路径和避难方案优化,可为城镇安全规划和应急管理提供参考和借鉴。     

基于元胞自动机的地上管道点蚀模拟研究

采用三维元胞自动机模型从介观的角度对湿大气腐蚀环境中输油管道表面蚀坑的生长演化过程进行研究。模拟中主要金属溶解和钝化、质量转移以及化学电化学效应,基于元胞自动机将物理模型转化为离散的数学模型。在三维模型下,研究在不同溶液浓度、溶解概率、钝化概率下蚀坑随模拟时间的生长规律,其结果表明为服从线性关系,当腐蚀溶液浓度c、溶解概率P_d越大,而钝化概率P_p越小时,蚀坑等效半径越大,蚀穿时间越短。同时提出了蚀坑对比深度β_d等一系列腐蚀损伤参数,确定出β_d值约为1.5～2.5。     

低温再热蒸汽管道偏离状态线原因分析

针对某超临界350MW火力发电机组出现低温再热蒸汽管道锅炉侧支管大范围偏离状态线的问题,采用现场测试结果结合管道应力计算的方法进行了分析研究。结果表明恒力支吊架恒定度及载荷偏差过大,是造成管道偏离状态线的主要原因,并会引起锅炉接口推力及推力矩过大、甚至管道一次应力超标。提出了通过选配合适的恒力支吊架及合理的支吊架布置进行治理的解决方案,给解决此类问题提供参考。     

雨水管道沉积物冲刷特性

通过试验模拟雨水管道内沉积物的冲刷过程,探索不同水力、沉积物条件下雨水管道内的冲刷规律,结合数学模型拟合,计算特定条件下管道内沉积物的冲刷率和冲刷通量。结果表明,不同条件对管道内沉积物冲刷过程有较大影响,管道内较大的流量、坡度下,水流动能大,冲刷能力强,会带来较高的冲刷通量;而较小的粒径表层易剥离,以悬浮的形式被水流冲刷带走,因此在冲刷的前15 s表现出更高的冲刷通量;沉积厚度较大时,管道末端出水悬浮颗粒物质量浓度较高,也易形成较大的冲刷通量。经过构建数学模型,计算出了特定条件下雨水管道沉积物的冲刷率和冲刷通量。     

城市污水管网气体爆炸风险评估

针对城市污水管网发生气体爆炸事故的危害性,分析了影响城市污水管网发生气体爆炸事故的因素,建立了基于模糊综合评价法的污水管网气体爆炸风险评估模型。拟定了各因素风险级别(Ri)及其判断依据,根据两两比较法确定了各影响因素的相对权重(Wi)。最后将该模型运用于某小区污水管道气体爆炸风险评估,结果验证了该模型的合理性,并提出了相应的管理对策。     

油气管道盗孔补板修复结构强度分析

运用非线性有限元计算方法,对管道补板结构在内压载荷作用下的应力状态进行分析,研究管道补板修复结构的承压薄弱点与最优修复尺寸。研究结果表明,补板结构导致管道开孔附近区域内应力分布不均匀,出现局部应力集中现象;补板结构的危险区为补板与管体交界处45°~90°局部范围;与管道壁厚相近的补板壁厚和3倍孔径的补板长度具有更佳的修复效果。     

多相流动状态下HCO_3~-对X70钢CO_2腐蚀的影响

自制实验装置,应用多种检测手段对挂片形貌、腐蚀速率以及挂片在线腐蚀情况进行分析,实验与数值仿真了多相流动状态下HCO_3~-对X70钢CO_2腐蚀速率的影响。结果表明:HCO_3~-浓度较低时,腐蚀介质中的H~+浓度升高,阴极析氢反应加快,X70钢腐蚀速度升高;HCO_3~-浓度较高时,碳酸根不溶盐优先附着在挂片表面,形成一层腐蚀产物膜,保护挂片。