裂纹倾角对管道表面裂纹断裂参数的影响北大核心

钢制输气管道在制造、安装或运行过程中不可避免地会产生表面裂纹缺陷,这些表面裂纹在外力和腐蚀作用下发生扩展造成管道破裂失效,将严重影响高压天然气管道的安全运行,因此,开展了表面裂纹倾角对断裂参数影响规律的研究。采用ANSYS有限元模拟软件,建立了内压作用下含不同表面裂纹的管道的有限元模型,分析了不同倾角表面裂纹的J积分变化规律。研究表明:裂纹尖端J积分值随裂纹倾角近似呈余弦函数规律变化,在相同边界条件下,表面裂纹与管道轴向平行时,J积分值最大,此时表面裂纹最易发生扩展;表面裂纹与管道轴向垂直时,J积分值最小,此时表面裂纹发生扩展的可能性较小。     

裂纹倾角对管道表面裂纹断裂参数的影响

钢制输气管道在制造、安装或运行过程中不可避免地会产生表面裂纹缺陷,这些表面裂纹在外力和腐蚀作用下发生扩展造成管道破裂失效,将严重影响高压天然气管道的安全运行,因此,开展了表面裂纹倾角对断裂参数影响规律的研究。采用ANSYS有限元模拟软件,建立了内压作用下含不同表面裂纹的管道的有限元模型,分析了不同倾角表面裂纹的J积分变化规律。研究表明:裂纹尖端J积分值随裂纹倾角近似呈余弦函数规律变化,在相同边界条件下,表面裂纹与管道轴向平行时,J积分值最大,此时表面裂纹最易发生扩展;表面裂纹与管道轴向垂直时,J积分值最小,此时表面裂纹发生扩展的可能性较小。     

CNG车用储气瓶火灾危险性分新

介绍了CNG车用储气瓶发生事故的主要表现形式,分析了CNG汽车储气瓶发生事故的原因.从CNG的质量标准、安装CNG储气瓶的方法等方面,提出了CNG车用储气瓶的消防安全对策,以及CNG汽车事故的处置措施和应急方法.指出应建立完善的CNG储气瓶标准,制订不同材料气瓶的制造标准、定期检测和安全评定标准.     

CNG常规站压缩机充气效率及能耗分析北大核心

为了提高压缩天然气(CNG)常规站压缩机的充气效率,研究了其开启压缩机直接给车载储气瓶充气模式下的启动条件和充气效果。通过Hysys软件构建了CNG常规站工艺流程计算模型,并根据加气站现场实际规模和运营环境设定计算模型的边界条件和初始条件,对CNG加气站工艺流程进行动态模拟,分别得到了加气站全天及高峰加气期间压缩机的能耗、运行时间、启动次数等数据,并提出了一个新的过程参数——单位能耗加气量,用以表征不同加气工况下压缩机的运行经济性。研究发现:开启压缩机直充模式下的压缩机充气效率较不开启直充模式高;随着压缩机直充模式启动压力的提高,压缩机的单位能耗加气量和车瓶最低充满压力均会提高。     

CO_2管道介质泄漏体积分数分布及危险区域实验北大核心

CO_2管道发生泄漏时的介质体积分数扩散规律和危险区域范围是CO_2管道安全评估的一项重要内容。基于长度为258 m的工业规模CO_2管道泄放实验装置,开展了气相、密相及超临界相CO_2在不同泄放口径下的泄漏实验,测量了扩散区域不同位置CO_2的体积分数。以各测点体积分数的最大值为对象,分析了泄放口轴向CO_2体积分数随距离的变化规律及扩散区域CO_2体积分数分布情况。结果表明:在3种相态情况下,泄放口轴向CO_2体积分数随距离增加而呈指数衰减。若CO_2体积分数取1%,当泄放口径为15 mm时,3种相态轴向危险距离约为30 m;当泄放口径为50 mm时,轴向危险距离约为40 m。考虑风速、地形条件、测试误差等因素,以2倍安全裕量设定安全距离较为适宜。研究结果为工业应用时安全距离的设定提供了参考。     

CO_2管道介质泄漏体积分数分布及危险区域实验

CO_2管道发生泄漏时的介质体积分数扩散规律和危险区域范围是CO_2管道安全评估的一项重要内容。基于长度为258 m的工业规模CO_2管道泄放实验装置,开展了气相、密相及超临界相CO_2在不同泄放口径下的泄漏实验,测量了扩散区域不同位置CO_2的体积分数。以各测点体积分数的最大值为对象,分析了泄放口轴向CO_2体积分数随距离的变化规律及扩散区域CO_2体积分数分布情况。结果表明:在3种相态情况下,泄放口轴向CO_2体积分数随距离增加而呈指数衰减。若CO_2体积分数取1%,当泄放口径为15 mm时,3种相态轴向危险距离约为30 m;当泄放口径为50 mm时,轴向危险距离约为40 m。考虑风速、地形条件、测试误差等因素,以2倍安全裕量设定安全距离较为适宜。研究结果为工业应用时安全距离的设定提供了参考。     

CNG常规站压缩机充气效率及能耗分析

为了提高压缩天然气(CNG)常规站压缩机的充气效率,研究了其开启压缩机直接给车载储气瓶充气模式下的启动条件和充气效果。通过Hysys软件构建了CNG常规站工艺流程计算模型,并根据加气站现场实际规模和运营环境设定计算模型的边界条件和初始条件,对CNG加气站工艺流程进行动态模拟,分别得到了加气站全天及高峰加气期间压缩机的能耗、运行时间、启动次数等数据,并提出了一个新的过程参数——单位能耗加气量,用以表征不同加气工况下压缩机的运行经济性。研究发现:开启压缩机直充模式下的压缩机充气效率较不开启直充模式高;随着压缩机直充模式启动压力的提高,压缩机的单位能耗加气量和车瓶最低充满压力均会提高。     

压力容器内外壁轴向双裂纹相互作用

压力容器在制造过程、疲劳与复杂应力状态下会产生裂纹,这些裂纹的存在将影响到容器的安全使用,有必要对容器内外壁同时存在轴向双内外裂纹相互作用对应力强度因子的影响进行深入研究。利用ANSYS、FRANC 3D有限元软件建立含内外壁轴向裂纹的柱形压力容器模型,分析不同裂纹深长比的内外裂纹在静、动态下的相互作用对应力强度因子的影响,拟合得到不同裂纹深长比下名义应力强度因子的变化曲线,发现裂纹相互作用对深长比小的初始裂纹的扩展有促进作用,而对深长比大的初始裂纹的扩展则有抑制作用。研究结果对于不同深长比多裂纹相互作用下的裂纹扩展机理及多裂纹断裂失效评定问题的研究具有借鉴作用。     

含轴向裂纹管道内压作用下的稳定性评定

通过Ｊ积分的弹塑性解,计算了含轴向裂纹管道在内压作用下的撕裂模量,叙述了撕裂模量相对于Ｊ积分的裂纹扩展稳定性评定图的绘制方法,并结合实例,分析了受压管道轴向裂纹稳定扩展的载荷范围,预测了裂纹失稳扩展时的临界压力。     

长输管道的保护神——双控自动管道泄压阀

<正>长春市龙昌长输管道设备有限公司地址:长春市绿园区翔运街春郊路451号邮编:130062电话:0431-86130669传真:0431-86130669手机:13331669358E-mail:lcgslyc2011@126.com主要用于长距离输送原油、成品油、天然气的管道。在突然产生水击高压时,它能迅速泄压以保护管道、阀门、泵等受压设备,避免水击超压时爆裂造成重大经济损失。允许最高工作压力:15MPa;泄压值调节范围:0.2-15MPa;通径:50-250 mm;介质:石油、水、天然气;泄放动作时间:小于0.5s。它是三项专利合一的产品,特点是集快开、自力、内置、机电双控于一体的水击安全泄压阀,安全系数比单控高一倍。该产品的多项技术指标都优于     

天然气长输海管放空泄压规律模拟

放空泄压是高压天然气管道的重要操作,放空过程属非稳定流动,不同的放空过程对管道参数与放空过程参数的影响较大。以中国某条98 km海管的实际泄压过程为例,利用SPS软件进行天然气管道放空模拟计算,对管道的放空过程进行动态模拟分析。分析放空过程中放空气量、放空口温度、管道压力、管道温度等参数的变化规律,并且对比不同泄压过程,选出更为经济有效的操作方案,以期为天然气管道的放空作业提供参考。虽然在现场实际放空泄压操作过程中,存在放空管道、火炬分液罐等设备温度过低,气体出液过多,放空气体在管口形成气阻现象等问题,但实际放空规律与模拟结果基本吻合。     

天然气汽车储气方式的技术经济性分析

天然气可用液化,压缩和吸附三种方式来存储。对于车用天然气而言,液化方法实用性有限。而压缩天然气需要高压及昂贵的多级压缩设施,同时压缩天然气（CNG）加气站高昂的造价也限制了CNG汽车进入北美市场。实验室水平的吸附式天然气（ANG）储气只需用CNG约1／6的压力即可达到其3／4的体积能量存储密度。目前,探寻一种新的,更适合车用的吸附剂以进一步提高ANG存储的体积能量密度并降低成本的研究已成为一个十分活跃的研究领域。针对天然气储气方式的经济性进行了探讨,比较了吸附,液化及压缩等方法的存储数据,同时提出了一些建议。     

城市天然气管道动态泄漏扩散特性模拟分析

对城市天然气管道泄漏的动态特性进行研究,可以更好地预测泄漏气体的扩散危害后果和影响范围。通过对城市天然气管道动态泄漏过程及状态分析,建立了管道泄漏计算模型。根据动态泄漏速率的变化特征,将格林函数应用到流体扩散微分方程中,得到动态扩散的合成模型。结合实际案例进行数学模拟分析,得到不同条件和不同状态下的城市天然气泄漏扩散规律和危险区域。结果表明：管道泄漏比、风速及大气稳定度对城市天然气管道泄漏扩散均有影响,提高风速或增大泄漏比均会加大天然气泄漏扩散浓度分布范围,但当风速大于3m／s时,天然气向下风方向扩散范围反而减小;喷射火危害范围随风速的增大而增大,蒸汽云爆炸危害范围则随风速的增大而减小;风速较小时,蒸汽云爆炸伤害范围大于喷射火伤害范围,而当管道泄漏比较大、风速也较大时,喷射火伤害范围大于蒸汽云爆炸伤害范围,应根据不同情况确定应急疏散距离。（图6,表1,参11）     

MXL185型天然气压缩机在国内CNG加气站的应用

介绍了MXL185型整体撬装天然气压缩机的主要技术参数特性及其在国内的实际应用情况,并对该型号的压缩机与国产配套设备在德州市经济开发区CNG加气站的应用工艺进行了分析和比选。结果表明,压缩机采用机前脱水工艺,实施加气机、储气瓶组和加气柱优先级控制顺序,通过单线加气系统并预留三线加气功能,提高了站内设备的安全可靠性,降低了建设投资。     

高压天然气管道泄漏燃烧爆炸后果

针对高压天然气管道的泄漏问题,分析了喷射火、火球和蒸气云爆炸3种危害模式及其死亡半径。按照大孔泄漏导致50%人员致死率的损伤标准,对三者的死亡半径进行了分析。结果表明:相同情况下,火球和喷射火的死亡半径比蒸气云爆炸的死亡半径大得多;火球和喷射火的死亡半径较为相近。高压天然气管道泄漏发生喷射火的概率较大,建议在进行天然气管道风险评价时重点考虑喷射火的危害。     

压缩机系统泄放阀计算

压缩机系统中的泄放阀(Blow Down Valve,BDV)既是压缩机安全运行的一个重要保障,又作为一个重要泄放源对火炬管网和火炬系统的设计有着重要影响。与一般压力容器相比,压缩机系统由于进出口压力经常存在较大差别而使其泄放阀计算具有一定的特殊性。以某项目的中压压缩机系统为例,首先计算了压缩机系统的停机稳定温度和压力,然后利用Hysys软件的动态泄压模块对BDV进行计算以得到最大瞬时泄放量,最后计算BDV上下游管道尺寸和BDV阀尺寸。计算结果表明,火灾工况为控制工况,压缩机系统在火灾工况下泄放时,泄放量不断减小,泄放物性质也会发生变化。     

天然气管道泄漏声波的混沌特性

天然气管道发生泄漏时,管道内外压力的巨大差异会产生较大的声波变化,因泄漏产生的声波信号会沿着管道向上、下游传播,通过安装在管道两端的声波变送器检测泄漏声波信号即可判断管道泄漏事故的发生。基于此,讨论了混沌系统的最大Lyapunov指数和关联维数等主要特征参数的计算方法,在实际天然气管道泄放天然气模拟管道泄漏并采集声波信号,通过计算泄漏声波信号的混沌特征参数,验证了天然气管道泄漏声波信号具有混沌特性,研究成果可用于指导天然气管道泄漏检测和定位方法研究。     

加气站内CNG储气井与储气瓶的选用

针对广东某地区加油站扩建L-CNG加气功能的案例,从工作原理、结构组成、建造组装流程等方面介绍了加油加气站内CNG储气的两种形式:储气井和储气瓶组。从安全性、占地面积、检验检测、使用寿命、施工难度、建造成本、可移动性等方面对比分析了两种储气形式的优缺点:储气井安全性高、占地面积小;储气瓶组施工难度小,建设周期短,便于移动。因而,在加油站内扩建L-CNG功能推荐选用储气井储气,同时指出了应用储气井储气的几点注意事项。     

天然气运输方式的适用范围与经济性比较

为了研究管道运输(PNG)、LNG公路罐车及CNG公路罐车3种天然气运输方式的经济适用范围,分别对其进行了成本分析,建立了单位体积天然气运输成本的经验公式。基于经验公式,对3种运输方式的单位输气成本进行了比较,得到不同运输方式的经济运输临界曲线,直观地反映了不同运输距离和运输规模下最经济的运输方式:CNG公路罐车运输适用于小规模、短距离的天然气输送,最大输气量为16×104 m3/d,最大运输距离约为300 km;当运输距离超过236 km时,LNG公路罐车运输的经济性才可能优于CNG和PNG;PNG的规模效应最明显,单位体积输气成本随运输规模增大而下降最快。     

高含硫管道氢致开裂的分形效应及扩展速率计算

氢致开裂是高含硫气田集输管网、长输管网管线钢失效的主要模式之一,为明确管道氢致开裂的机理与过程,对其开裂模式进行了研究。对氢质量浓度在金属裂尖扩展过程中的变化规律进行分析,考虑分形效应的影响,对氢致裂纹的动力学模型进行修正,提出了氢致裂纹扩展的直裂纹-剪切带分形模型:在Gerberich对氢致开裂研究的基础上,基于裂尖的氢化作用与裂纹扩展过程中存在的耦合因素,将断裂过程区的形状与裂纹的扩展长度进行结合,构建了氢致开裂裂纹扩展各阶段分形速率的表达式,得到了更为合理的基于分形效应的氢致开裂数学模型。以材质为16Mn和20钢的天然气管道为例,分别计算了母材与焊缝处的氢致裂纹扩展速率,对比得出两种材料抗H2S的性能,研究结果对于高含硫管道材料的选择具有一定指导意义。