塑料管现场生产新技术

英国剑桥TWI正与乌克兰的一个研究机构合作开发一种新技术，用于现场生产塑料管，管长不限。预计，应用这种技术可生产管径90～1600 mm、壁厚2～40 mm的塑料管，管壁由厚1～2 mm的多层塑料带粘接而成，用改进的挤出式熔接机将接头熔接在一起。根据要求的壁厚，塑料带通过一组独立的滚筒自动送入熔接机头部，标准熔接速度为30 m／h。整个熔接系统结构紧凑，小型货车即可运输。 郭晓瑛译自《Pipe ＆ Pipeline International》     

温度和不均匀沉降耦合作用下埋地管道力学性能

埋地油气管道一旦发生泄漏、爆炸等事故,其危害巨大,因此研究温度和不均匀沉降耦合作用下埋地管道的力学性能,开展安全风险评价十分重要。建立管道-地层整体模型,采用有限元分析软件ABAQUS进行非线性求解。通过间接耦合法实现温度作用和隧道开挖作用的耦合,分别模拟了不同管径、壁厚、埋深条件下的埋地管道应力应变状态,得出在不同影响因素下管道Mises应力和纵向位移的变化规律。分析结果表明:在温度变化和不均匀沉降耦合作用下,管径和壁厚对埋地管道应力应变状态有较大影响,管径越大,管道Mises应力越大,纵向位移越小,壁厚越大,管道Mises应力越大,纵向位移越大;当管道处在隧道上方时,一定埋深范围内,埋深对管道的应力应变状态影响较小,管道Mises应力和纵向位移随着埋深的增加并无明显变化;管道接口与直管连接处出现应力集中现象,实际运行过程中应注重该部位的检测和维护。     

小半径热煨弯管加工工艺与截面畸变的相关性

为了研究小半径无模热煨弯管截面畸变的影响因素,掌握工艺参数对截面尺寸的影响规律,优化和控制小半径弯管截面的几何形变尺寸,减小畸变,通过研究管径610 mm、壁厚11 mm的L415M小半径3D弯管加工工艺参数(加热温度、推进速度、弯曲半径)与截面畸变参数(壁厚减薄率、壁厚增厚率、椭圆度)之间的关系,揭示了两者的相关性。结果表明:弯管的弯曲半径对截面畸变影响显著,弯曲半径越小截面畸变越严重;随着推进速度的加快,弯管壁厚减薄率减小、增厚率增加,椭圆度减小;随着弯管加热温度的升高,弯管壁厚减薄率增加、增厚率减小,椭圆度增加。研究成果可为小半径热煨弯管的设计加工提供技术参考。     

基于接触单元的埋地弯头工作荷载下的强度分析

埋地弯头是长输管道常见的结构形式,易在外载作用下发生失效。基于非线性有限元方法,使用壳单元模拟管道,实体单元模拟土壤,接触单元模拟管土相互作用,建立了工作荷载作用下弯头受力分析的数值计算模型。对比计算了管径、壁厚、弯头曲率半径、弯头夹角、管土摩擦因数、土壤弹性模量不同特性参数下的管道应力,给出了管道峰值应力的变化规律:管径越大,弯头应力越大。结构上可以通过增加壁厚,增加弯头曲率半径与弯头夹角等方法减小弯头应力,而夯实弯头处的土壤也能够起到降低弯头应力的作用。     

管径1524 mm的X90螺旋埋弧焊管研发

采用高压力、大口径、高钢级管道进行长距离的天然气输送已成为管道工业的重要发展趋势。X90管线钢管的应用将提高管道输送量,减小钢管有效壁厚,降低管道建设成本。采用低C、高[Mn+Nb]、高[Mo+Cr]的合金化成分设计及纯净钢冶炼技术与控轧控冷技术,开发出以粒状贝氏体为主的壁厚20.3 mm的X90热轧卷板;通过焊接工艺试验研究,优化设计出壁厚20.3 mm的X90管线钢管的焊接工艺;通过制管成型参数的优化设计,实现了高强度、大口径螺旋埋弧焊管的低残余应力控制。测试结果表明:试制开发的管径1 524 mm、壁厚20.3 mm的X90螺旋埋弧焊管的各项性能指标均达到相关技术规范要求,为X90高强度大口径钢管在中国的建设应用做好技术储备。(图6,表11,参26)     

苏丹管道站场大壁厚管道焊接工艺研究

大壁厚站场管道的焊接是一项技术性很强的工作.对苏丹管道站场使用的材质为A106C、管径为610×40mm的大壁厚管道进行了焊接工艺分析,确定了焊接预热温度、复合坡口型式及焊接工艺.依据美国API1104标准对所制定的焊接工艺进行了评定,对站场管道的焊接提出了几点建议.     

基于可靠性的小口径天然气管道设计方案优选

基于可靠性的设计方法针对管道实际失效形式,对不同极限状态的荷载和抗力等不确定因素进行定量分析,确保管道安全可靠。全生命周期费用的比选可权衡管道耗材、施工、运行维护及失效后果,在保证安全的前提下,实现管道经济性最优。针对管径273 mm的某天然气管道,首次采用基于可靠性的设计方法进行钢管壁厚设计。利用调研得到的管道材料、施工及运维等不确定参数,计算目标可靠度下的临界壁厚;根据规格壁厚的规定,分别对5.2 mm、5.6 mm、6.4 mm及7.1 mm壁厚方案的全生命周期费用进行定量计算分析。结果显示:5.2 mm方案的建设期和运营期费用最低,但失效概率大导致其潜在损失费用明显高于其他方案;6.4 mm方案的全生命周期费用最低,30年总费用比5.2 mm方案低0.51%。基于管道安全可靠性和经济适用性的综合考虑,推荐采用壁厚6.4 mm方案。     

小麦茎秆截面椭圆化影响因素研究

以郑麦9023为材料,在小麦灌浆期测试第2节间去鞘茎秆的弯曲强度,并对测试数据进行了回归分析;建立了小麦茎秆模型,利用力学理论分析了小麦茎秆截面椭圆化的影响因素。理论分析、试验测试结果一致表明,壁厚与外径比值越大,弹性模量越大,小麦茎秆截面越不易椭圆化。因此,提高茎秆节间的弹性模量,增大壁厚与外径比值,可以增强抗倒伏能力,避免小麦茎秆弯折倒伏。     

桦树林分改造试验

为了探索有效的林分更新途径,特开展桦树林分改造试验。结果表明,桦树的郁闭度越小,透光度越大,云杉的生存数量就越多,而且生长速度也越快;采伐带宽度越大,落叶松平均株高越高;不同块状改造面积对落叶松幼树生长基本无影响。     

不同密度巨桉纸浆林的生长效果初步研究

对五年生巨桉林在不同密度和不同立地条件下的生长情况进行了研究。结果表明:巨桉林分生长最好的是洪雅试验区密度为1665株/hm2的林分;在不同的密度试验中,密度越大,林分蓄积量越高;在试验密度范围内,密度越大,树高和胸径越小;林分生长与林地土壤中全N、全K以及有机质等养分的含量显著相关。     

活塞冲压式棒状生物质成型机成型筒的优化设计

为提高成型筒的耐磨性,对液压活塞冲压式成型机的成型筒进行优化,设计了内壁粘贴一定厚度氧化铝陶瓷的成型筒,则内壁粘贴陶瓷是否被破坏成为影响成型筒可靠性的关键因素。通过ANSYS workbench仿真分析后得到成型筒原采用材料45号钢和内壁粘贴氧化铝陶瓷的不同变形量是导致失效的主因,提取成型筒锥度、成型筒小端内直径,成型筒高度、成型筒内陶瓷厚度和成型筒45号钢厚度为5个主要因素。通过单因素分析和双因素分析至最后将5个因素排列组合为27组设计点进行分析,综合分析得出,在成型同锥角角度为7°、成型筒小端内直径为45.0 mm、成型筒长为150.0 mm、成型筒内壁陶瓷厚度4.0 mm、成型筒内的45号钢厚度14.0 mm时成型筒的应变最小。     

黄土高原旱地不同种植系统对土壤水稳性团聚体及碳氮分布的影响

以黄土高原连续进行了27年的长期定位试验为对象,研究了粮-草长周期轮作、粮-豆短周期轮作、玉米连作和小麦连作系统土壤团聚体及其碳氮分布特征,并分析了土壤碳氮分布与土壤团聚体及其碳氮含量之间的关系。结果表明:黄土高原旱作农田土壤中0.053 mm团聚体含量最高,占土壤质量的35%,长周期轮作系统0~20 cm和20~40 cm土层土壤0.25~2 mm团聚体含量高于玉米连作、小麦连作和短周期轮作系统,而0.053 mm团聚体含量低于这3种轮作系统,且长周期轮作系统土壤团聚体的平均重量直径和几何平均直径也较高。种植系统对团聚体有机碳和全氮分布的影响主要体现在0~20 cm土层土壤,长周期轮作系统土壤中2 mm和0.25~2 mm团聚体有机碳含量显著高于其他种植系统,0.25 mm团聚体有机碳含量与其他种植系统差异不显著。长周期轮作系统团聚体全氮含量均显著高于其他种植系统,碳氮比则呈现出相反的趋势。土壤总有机碳、氮含量与团聚体有机碳、氮含量呈极显著正相关关系。土壤有机碳和全氮含量的变化主要取决于0.25~2 mm和0.053~0.25 mm团聚体有机碳和全氮的变化,而且有豆科植物苜蓿长期参与的长周期轮作系统可以有效改善土壤结构,提高土壤和团聚体的有机碳和全氮含量。     

施氮时期对黄淮海平原夏玉米茎秆发育及倒伏的影响

【目的】针对黄淮海平原区夏玉米倒伏严重的问题,探讨不同施氮时期对夏玉米茎秆发育及倒伏情况的影响,以期为黄淮海平原区高产夏玉米氮素管理、提高夏玉米植株抗茎倒伏能力提供理论依据。【方法】以不同植株形态的玉米品种先玉335(XY,高秆低穗位型)、浚单20(XD,中秆高穗位型)和京单28(JD,中秆低穗位型)为试验材料,每个品种设种肥(N1)、苗肥(N2)、拔节肥(N3)、大喇叭口肥(N4)和抽雄肥(N5)5个施氮时期处理,以不施氮肥(N0)为对照,研究施氮时期对夏玉米茎秆形态学、解剖学和机械力学特征以及田间倒伏率的影响。【结果】施氮时期对夏玉米茎秆形态学、解剖学及机械力学特征均有显著影响(P0.05)。N1、N2、N3处理能明显促进夏玉米茎秆发育,植株重心、穗高系数、基部第3节间长与粗、硬皮组织厚度、表皮层厚度及大小维管束数目、节间抗折力、硬皮穿刺强度和植株抗拉力均显著大于N0处理;其中,N1、N2处理夏玉米基部第3节间长粗比值显著小于N0处理,N3处理则表现出略大于N0趋势;田间倒伏率表现为N1、N2显著低于N0和其他施氮处理,N3略大于N0处理;N4处理下,夏玉米植株穗高系数、基部第3节间长与N0无明显差异,节间粗、各项解剖学及力学指标显著高于N0,节间长粗比值表现为略低于N0处理,田间倒伏率较N0显著降低;N5处理对夏玉米茎秆发育无明显影响,节间各项形态学、解剖学和力学特征与N0差异不显著,田间倒伏率随着夏玉米植株重心和穗高系数的显著降低而明显低于N0处理。从产量及产量构成因素来看,各施氮处理夏玉米穗粒数、粒重及产量均显著大于N0处理(P0.05),其中,N3、N4处理穗粒数和粒重均处于较高水平,增产幅度最大;N1、N2处理穗粒数最多,但粒重较低,增产幅度低于N3、N4处理;N5处理虽然粒重最高,但穗粒数较其他施氮处理显著降低,最终增产幅度不大。【结论】合理的施氮时期可显著促进夏玉米茎秆基部节间发育,显著降低节间长粗比值,增强植株抗茎倒伏能力;种肥、苗肥作用最显著,但因粒重较低进而降低了增产幅度;拔节期施氮节间长增长迅速进而导致了节间长粗比值增加,植株抗茎倒伏能力降低,玉米栽培管理中应尽量避免;大喇叭口期施氮可明显促进茎粗增加,进而降低节间长粗比和田间倒伏率,同时穗粒数和粒重较高,增产幅度最大。因此,结合前人研究结果表明,采用播种或苗期少量施氮,大喇叭口期重施氮肥的分次施氮措施有利于促进夏玉米茎秆和雌穗发育,提高夏玉米产量及植株抗茎倒伏能力。关于最佳氮肥配比有待进一步系统研究。     

土壤温度变化对枸杞苗木生长的影响

以盆栽埋盆与不埋盆进行对比,使盆栽土壤温度发生变化,比较2种处理下枸杞苗木的生长情况.结果表明:埋盆处理下,盆栽土壤温度变化幅度较对照(不埋盆)小,枸杞苗木的加粗生长与加长生长比对照分别高0.17mm与2.1cm,地径比对照粗0.24mm,单叶面积小,但单叶质量较大,净光合速率较对照高21%;2种处理下的植株生物量差异不显著.     

新疆野苹果(Malus sieversii)受苹小吉丁虫危害程度与树皮厚度、径阶的关系

为了解新疆野苹果(Malus sieversii)树皮厚度、径阶对苹小吉丁虫危害程度的影响,以具有不同抗苹小吉丁虫(Agrilus mali Matsumura)特性的新疆野苹果类型单株为试验材料,利用相关性回归法找出树皮厚度、径阶与总虫数之间的关系。结果表明:不同野苹果单株受苹小吉丁虫危害差异较大,其中XY-101单株羽化孔数最高11.2个,而XY-49单株最低为0个,总虫口平均数在0.3~11.2头之间,差异均极显著;径阶、树皮厚度分别与总虫数的回归方程为:Y=1.236+0.119Z和Y=1.049+2.071H,在P0.05显著水平下两个方程均通过了t检验,其中变量Z的回归系数为0.119,即径阶每增加1 mm,总虫数就增加0.119个。变量H的回归系数为2.071,即树皮厚度每增大1 mm,总虫数就相对应增加2.071个。因此,新疆野苹果的径阶、树皮厚度与总虫数在一定范围内呈正相关线性关系,随着树皮厚度、径阶的增大,总虫数也明显增大。     

不同固体滴灌专用肥在膜下滴灌棉花上的应用效果

[目的]探讨膜下滴灌条件下不同固体滴灌专用肥的施用效果。[方法]在新疆生态条件下,选用高产棉花品系293和710为试材,采用田间小区对比试验,分析不同滴灌专用肥对棉花生物学性状、干物质累积与分配及产量的影响。[结果]不同滴灌专用肥均能明显提高棉花产量;同时,滴灌专用肥可明显增强棉花的生物学性状,增加棉株总干物质累积量及生殖器官干物质累积量。不同品种对滴灌专用肥的响应不同,293对有机肥、生物肥反应敏感,710对有机肥、无机肥反应较敏感。[结论]依据不同品种对滴灌专用肥的响应,通过协调关键栽培技术调控棉花生长,进而调节棉株干物质累积与分配,对实现新疆棉花超高产、高效具有重要意义。     

不同抗倒类型小麦植株节间性状与抗倒能力的氮肥调控效应

以抗倒伏小麦品种(生选6号、扬麦18、华成3366)、易倒伏小麦品种(扬麦13、扬麦22、扬麦24)为材料,设置施纯氮180 kg/hm2(N180)、240 kg/hm2(N240)2个氮素水平,研究不同小麦品种植株基部节间性状与抗倒伏能力对氮肥调控效应的差异。结果表明：与 N180相比,随着施氮量增加,易倒伏型小麦品种抗倒伏指数平均降低35.98%,抗倒伏型小麦品种抗倒伏指数平均降低1.12%,易倒伏型小麦的抗倒能力在不同施氮水平间的差异大于抗倒伏型小麦的;易倒伏小麦N240处理植株基部节间直径、半纤维素含量、纤维素含量、K素含量与薄壁组织厚度低于N180处理的,5个参数的降幅分别为12.60%、16.36%、19.04%、34.59%、27.48%;抗倒伏小麦N240处理植株基部节间直径、半纤维素含量、纤维素含量、K素含量和薄壁组织厚度较N180处理降低,降幅分别为5.13%、7.97%、3.74%、26.73%、15.70%;易倒伏小麦N240处理植株基部节间抗折力、针刺力、木质素含量与大维管束面积低于N180处理的,而抗倒伏小麦以上4个参数在2个施氮水平间无显著差异;与N180处理相比较,易倒伏小麦品种N240处理植株基部节间小维管束数降低,抗倒伏小麦品种的升高;与抗倒伏品种相比,易倒伏品种植株基部节间抗倒伏能力对施氮水平响应敏感。综合以上分析可知,增施氮肥主要是影响了易倒伏小麦植株的基部节间抗折力、针刺力、木质素含量、大维管束面积及小维管束数,从而使易倒伏小麦抗倒性降低。     

护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系

为研究人工边坡立地条件下木本植物根系固土护坡的力学机制,以京承高速(3期)边坡为例,对榆树、紫穗槐、刺槐、胡枝子4种木本植物共395个根样进行室内单根拉伸试验,然后按5个根系径级分类并分别测定其半纤维素、纤维素、木质素含量,系统分析植物根系材料的力学性能。结果表明:4种木本植物根系直径为0.95~5.42 mm,抗拉强度为7.66~36.94 MPa,抗拉力为22.18~464.50 N。4种植物之间抗拉力、抗拉强度差异显著,从大到小依次为榆树＞紫穗槐＞胡枝子＞刺槐,根系抗拉力随根系直径增大以幂函数增大,抗拉强度随根系直径增大以逆函数或幂函数减小。4种木本植物5个径级根系半纤维素质量分数为1.37%~29.26%,纤维素质量分数为20.57%~36.91%,木质素质量分数为15.12%~29.84%,综纤维素质量分数为28.18%~66.17%,木纤比比值为0.45~1.31。不同树种间及不同径级根系间细胞壁成分差异显著。根系抗拉力与木质素显著负相关;抗拉强度与木质素正相关,与半纤维素负相关。根系拉伸的应力--应变曲线随树种根系结构组成的不同而不同。单根拉伸的应力--应变特征初始阶段为线性关系,拉力继续增大会逐渐表现出塑性特征,根系最大应力随直径增大而减小。综合4种植物的抗拉特性,榆树和紫穗槐的护坡作用较大。      

滴灌条件下土壤水分运移动态研究

通过对滴灌条件下土壤湿润体、水分分布等观测研究,结果表明:滴灌条件下水分以点源入渗土壤,水平和垂向的湿润锋均随入渗时间的增加而逐渐变大,在入渗开始阶段湿润锋的推进速率较大,随入渗时间的延长,湿润锋的推进速率逐渐变慢。粘质土娄土,在滴灌速率为2.67L/h时,湿润锋径向移动速率远大于垂向移动速率,前者是后者的1.22倍。比较不同模型拟合的滴灌条件下土壤湿润锋的动态变化,多项式模型的拟合程度较好;同时建立土壤湿润体水分含量(Y)与径向距离(L)、垂向距离(H)、实验时间(T)之间的经验关系式。     

缓冲装置对苹果跌落冲击影响的试验研究

针对苹果采后分选及装箱过程存在跌落损伤的问题，对减缓苹果跌落冲击的参数组合进行研究。以缓冲材料、缓冲厚度和跌落高度为影响因素，以撞击力和损伤体积为响应值，通过单因素试验确定各因素对响应值的影响规律；基于单因素试验结果，利用响应面试验获取最优缓冲参数组合。单因素试验结果表明:缓冲材料对苹果的缓冲作用由强到弱依次为珍珠棉>假草坪>硅橡胶>气泡膜；当缓冲厚度分别为3、5、8、10和12 mm时，随着缓冲厚度的增大，苹果跌落撞击力及损伤体积逐渐减小；当跌落高度分别为10、20、30、50和70 mm时，随着跌落高度的增大，苹果跌落撞击力及损伤体积逐渐增大。响应面试验结果表明:最优缓冲参数组合为，缓冲材料珍珠棉，缓冲厚度12 mm，跌落高度10 cm，此时撞击力为2.61 N，损伤体积为8.52 mm³；对最优缓冲参数组合进行试验验证，结果的绝对误差均小于5%，优化缓冲参数组合结果可靠。