饱和磁化后管壁缺陷处管材磁导率的有限元模拟

在管道内检测漏磁涡流复合技术中,涡流传感器信号不仅受到缺陷自身类型大小的影响,还受到缺陷处管材磁导率变化的影响。利用有限元模拟方法分析典型缺陷分别位于管道内、外壁时其周围管材相对磁导率的变化范围和趋势,发现相同规格尺寸内外缺陷区域的相对磁导率大小和变化趋势基本相同,相对磁导率与缺陷的深度和面积均存在关系,并通过测量检测线圈的电感验证了有限元模型与模拟结果的正确性。研究成果对基于漏磁涡流复合技术检测区分管壁内外缺陷具有一定指导意义。     

油气管道漏磁检测中提离值影响的三维仿真计算

运用有限元软件ANSYS对油气输送管道内腐蚀缺陷的漏磁信号进行三维有限元模拟,分析了不同形状缺陷的漏磁信号分布规律,研究了不同形状、尺寸缺陷模型传感器提离值与漏磁信号之间的关系。结果表明:缺陷漏磁场分布不仅与缺陷的严重程度(缺陷深度)有关,而且与缺陷的三维形状有较大关系,不同形状缺陷适合设定的提离值不同;提离值减小到某一值后,提离值越小,探头检测到的缺陷漏磁信号量越大,由提离值波动导致的误差相应减小。     

油气管道悬空沉降变形失效评估

管道在实际运行过程中常常受到因沉降变形导致的外部载荷作用,而已有的管道失效评估标准与方法大多局限于内压对管体的影响.针对油气管道悬空沉降变形问题采用力学模型、有限元分析、开挖试验等方法进行了系统研究,模拟了无缺陷和含缺陷悬空管道的应力分布,结果表明,缺陷在管道底部时等效应力最大.通过开挖试验获得了最大应力点的应力变化等试验数据,验证了有限元方法用于工程实践的可行性,指出在实际工程评估中尚需考虑缺陷位置、土质等因素的影响.     

基于管道应变的应力弱磁检测模型

【目的】金属磁记忆（Metal Magnetic Memory, MMM）应力检测技术支持非接触、在线检测,在以钢制油气管道为代表对象的铁磁性材料应力损伤检测领域具有很好的应用潜力,现有研究缺乏对磁力学关系的全面分析,需要建立一套完整的磁力学关系体系,明确MMM检测信号与弹塑性阶段应力集中的对应关系。【方法】基于J-A理论,建立管道磁化强度与应变关系数值模型,计算分析管道变形过程中MMM检测信号特征,研究了应力影响下的无磁滞磁化曲线形状参数、钉扎系数对MMM信号的影响规律,并对应变与磁信号的关系开展全尺寸水压试验验证。【结果】管道在受力过程中,应变逐渐增大,磁化强度曲线在弹性变形阶段发生第1次翻转,翻转位置位于近屈服处,且随无磁滞磁化曲线形状参数的增大而提前;当管体发生塑性变形时,位错引起材料磁学特性改变,磁化强度曲线出现第2次翻转,翻转位置位于屈服点附近,且受钉扎系数影响较大,随着钉扎系数增大,翻转位置延后,翻转处应变呈2次函数减小趋势,第1次翻转与第2次翻转方向相反。【结论】利用该特征,根据磁记忆信号翻转规律与被检管道相同材料标定试验结果的相位对比分析,可判断钢制油气管道应力集中处...     

强弱磁场下管道应力内检测方法

针对磁记忆检测方法在油气管道内检测过程中易受外界因素干扰的不足，提出了一种利用双磁场强度进行长输油气管道应力内检测的方法。基于J-A理论建立管道应力内检测解析模型，分析不同磁场强度下应力信号的检测特征，通过试验验证强弱磁场下管道应力内检测的有效性。结果表明：在强磁作用下，管道应力对磁信号的影响较小，随着饱和程度的增大，影响逐渐减弱；在弱磁作用下，管道应力可以影响磁信号的强度，可据此进行应力集中区的检测；当外磁场强度为5 000 A/m时，300 MPa应力的识别能力为50%,10 mm长、10 mm宽、10 mm深的缺陷识别能力为4%；当外磁场强度为30 kA/m时，300 MPa应力的识别能力为1.74%，同样体积缺陷的识别能力为40%；利用双磁场检测器进行管道内检测时，可以根据同一位置不同强度磁场下的信号特征进行管道损伤判断。当强磁节无信号特征、弱磁节有信号特征时，管壁存在应力集中区；当强磁节有信号特征、弱磁节无信号特征时，管壁存在体积缺陷；当强磁节及弱磁节均有信号特征时，管壁上体积缺陷处存在应力集中区，需重点关注。研究成果可为油气管道缺陷处的应力检测提供理论依据。（图7，参25）     

基于漏磁内检测的管道环焊缝缺陷识别与判定

为了实现基于漏磁内检测的管道环焊缝缺陷的有效识别与判定,对环焊缝异常信号的特征及其影响因素进行了分析。通过漏磁信号有限元仿真分析与内检测牵拉试验,系统分析了管道磁化水平、传感器提离值、环焊缝余高,环焊缝缺陷形状、位置及开口方位等因素对缺陷漏磁场的影响,明确了环焊缝缺陷与漏磁信号特征之间的对应关系,提出了基于漏磁内检测信号的环焊缝缺陷分类方法。将环焊缝缺陷分成了4类,并给出了环焊缝缺陷的漏磁内检测检出率和识别准确率。现场开挖验证结果进一步验证了识别与分类判定结果的准确性,为基于漏磁内检测的环焊缝缺陷识别与判定技术工业化应用奠定了基础。     

管道弱磁检测技术的有限元仿真

为减小漏磁检测器的体积,提高内检测的灵活性,采用有限元分析方法,在非磁饱和环境下,建立漏磁检测有限元模型,研究弱磁励磁对漏磁检测结果的影响,并对弱磁检测精度、信号特征和分布规律进行分析。结果表明:弱磁法具有一定的检测能力,但检测精度降低40%;管道缺陷深度在30%~40%壁厚范围内,外缺陷的径向弱磁信号不可区分;缺陷宽度小于2 mm时,外缺陷弱磁信号轴向分量幅值大于内缺陷信号幅值。该仿真结果可以作为内外缺陷评判的依据,同时对改进检测器结构具有参考价值。     

油气输送管道漏磁检测的有限元分析

叙述了电磁场有限元分析的理论基础，给出了油气输送管道漏磁检测中的漏磁场，用ANSYS软件包对具体实例进行了分析，得到了漏磁场的空间分布、磁感应强度及漏磁信号图等。分析结果有助于全面认识空间中漏磁场，可为油气输送管道提供缺陷定量化检测依据。     

东北管道内检测缺陷的开挖定位

三轴高清漏磁智能内检测结果显示,东北管道管体存在大量螺旋焊缝缺陷,对其进行完整性评价后,需根据缺陷的严重程度开展有计划的修复工作.首先利用PipeImage软件分析管道内检测信号,对管体缺陷进行完整性评价,制作开挖单;然后在管道沿线找到参考桩,开挖后对缺陷进行确认;最后实施修复,再防腐、回填.讨论了制作开挖单的技巧和注意事项,介绍了现场误开挖时的处理流程,给出了在现场勘测中实用性较强的两个数值,即螺旋焊缝时钟位置变化1 h的轴向距离和环焊缝时钟位置变化1 h的环向长度的计算公式.     

含腐蚀缺陷占压管道的安全评估

针对含腐蚀缺陷管道因地面占压带来的安全问题,基于ABAQUS软件建立了地基-管道-堆载三维有限元模型,探讨了含腐蚀缺陷占压管道的应力和变形情况,研究了管道埋深、管道内压、堆载荷载以及腐蚀缺陷位置对埋地管道力学性能的影响。结果表明:增加管道埋深可以有效缓解管道应力分布,但同时会增大开挖工程量;当管道内压达到一定程度时,腐蚀缺陷作用下管道最大应力主要由管道内压控制,地面堆载荷载对其影响不大;管土切向摩擦因数对埋地管道力学性能影响较为显著,管道应力随着管土切向摩擦因数增加而近似线性增大;当腐蚀缺陷相对于管道截面的角度位置为5:15方向时,含腐蚀缺陷占压管道的应力最大。     

地震载荷作用下埋地管道强度的简化计算

地震时地震波沿地面传播引起地面位移,地面沿直管轴向位移时使管道产生轴向拉伸应力。对平面弯管,地面沿纵向管位移时对横向管有推压作用,从而在弯管内造成了平面弯矩。忽略惯性力,采用静力分析的方法对直管和弯管分别进行应力分析,并结合计算实例给出了埋地管道强度的简化计算方法。     

采油井口非标准卡箍设计及有限元分析

对采油井口装置非标准卡箍进行理论计算和用ANSYS进行有限元分析,获得了卡箍危险部位应力以及整个卡箍的应力分布规律。通过理论计算结果和有限元分析结果的比较,说明卡箍有限元分析更为准确方便,为非标准卡箍的合理设计提供了理论依据和改进意见。     

同沟敷设原油、成品油管道稳态温度场解析公式

常温成品油管道会影响同沟敷设的加热原油管道的土壤温度场。应用保角变换方法,推导了同沟敷设管道稳态土壤温度场的解析计算公式。以国内某同沟敷设管道为例,分别采用解析公式和数值模拟方法计算稳态土壤温度场,结果表明:在与管道水平距离小于2.5m的范围内,数值模拟结果大于解析公式计算结果;在与管道水平距离大于2.5m的范围内,数值模拟结果小于解析公式计算结果;两者的相对误差最大为5%,因此验证了解析公式的正确性。误差产生原因:一是两种方法的计算区域不同,解析法认为管道截面水平方向无穷远处的土壤自然温度场不受管道影响,而数值模拟法认为管道截面水平方向的计算区域存在边界;二是在公式推导过程中,为简化计算,对一些参数取平均值。     

单个围桩-土耦合抗滑结构的土压力试验分析

针对新型桩-土耦合抗滑结构的工作机理研究,通过常规室内模型试验,采用土压力盒等应力测试手段,分析耦合结构中各围桩在滑体中的应力变化。结果表明:黏性土滑坡体中,采用围桩间距为4倍桩径,呈正六边形布置的耦合结构,锚固深度为桩长的2/5,在滑坡推力作用下,抗滑段内各围桩后土压力近似呈抛物线分布,在滑面以上约桩长的10%附近出现最大值。各围桩与桩中土压力值大致相等,围桩与桩间土体能够形成桩土耦合体共同来抵抗外荷载。锚固段内土压力值普遍较小,大致呈三角形分布,为讨论这种耦合结构的计算理论提供依据。     

单管通球工艺及其在大庆油田的应用可行性

相比于单管环状掺水和电加热工艺,单管通球工艺可以在一定程度上降低能耗。基于成熟的单管通球工艺,开展了高寒地区单管通球工艺应用研究。通过分析大庆油田某区块单井产液量、井口出油温度、含水率和井口回压等参数,验证了该工艺在大庆油田应用的可行性。在敖古拉油田开展了工艺应用前期试验,结果表明:合理安排通球周期,该工艺可应用于高寒地区较高产量的油井;以齐家油田为例,通过水力计算验证了该工艺在低产油田的应用可行性。单管通球工艺在高寒地区油田中的应用,对于进一步优化集输工艺、节能降耗具有一定的指导意义。     

稀土对水分胁迫下小麦幼苗膜脂过氧化作用的影响

稀土元素能缓解水分胁迫下小麦幼苗叶片渗透势的降低,减少离子的渗漏,明显提高抗旱性.经过稀土处理的小麦幼苗,体内超氧物歧化酶和过氧化物酶活性减弱.抗旱品种比不抗旱品种膜脂过氧化程度低,丙二醛在叶片中积累减少,表现出明显的差异.     

A new theory of lunar magnetism

In the hypothesis advanced here it is supposed that the field, in which rocks at the lunar surface acquired the remanent magnetization found through the Apollo project, arose from permanent magnetization of the deep interior of the moon. This theory involves the assumption that the moon, apart from a surface shell, accreted cold and remained below the Curie point of iron until sometime later than 3 x 10(9) years ago. The magnetization was acquired as the moon formed in a gas sphere in the strong magnetic field of the early sun.     

混凝土面板开裂情况下堆石坝应力场与渗流场的耦合分析

【目的】研究混凝土面板开裂情况下堆石坝在应力场与渗流场耦合作用下的工作性态,为混凝土面板堆石坝的设计与施工提供参考。【方法】以多孔岩土介质渗透系数与体积应变之间的数学表达式为基础,研究建立了混凝土面板堆石坝应力场与渗流场耦合分析的数学模型,并基于等宽缝隙稳定流的运动规律,推导建立了混凝土面板裂缝的等效渗透系数计算模型。【结果】当混凝土面板发生开裂时,对于堆石体而言,应力场与渗流场的耦合效应是客观存在的。与不考虑耦合效应相比,考虑耦合效应时坝体的垂直位移最大值出现的位置相对偏向坝体下部,且数值增大了5.5%;坝体的水平位移最大值增大了8.9%,其分布规律也发生了较明显的变化;坝体内渗流自由面明显上升,渗流水头有所增大,同时坝体的单宽渗透流量增加了15.1%。【结论】在混凝土面板开裂情况下,堆石体内应力场与渗流场的耦合效应是客观存在的,因此,考虑耦合效应的计算结果更为合理、可靠。     

长输管道直流消磁法及其ANSYS数值模拟

焊接具有磁性的管道焊口时,焊口剩磁产生的磁场和焊接电弧产生的磁场组成复合磁场,若复合磁场的洛伦兹力大于电磁场的收缩力,焊接电弧带电粒子的运动角度将发生偏转,在宏观上表现为电弧偏吹,即磁偏吹。若电弧的偏转角度大于45°,在焊接过程中将出现严重的磁偏吹现象;反之,磁偏吹现象不明显。利用有限元软件ANSYS对管道、消磁线圈以及外部空气进行实体建模,通过对模型简化和求解,得到消磁磁场的分布情况：磁场以通电螺线管的轴线为对称轴呈对称分布,且线圈中心的磁场强度最弱,距离线圈无限远处的磁场强度为0;沿径向两端管壁的磁场强度最大,无限远处的磁场强度为0,中间区域分布较均匀。最后,对长输管道直流消磁方法进行优化,并介绍了直流消磁方法的两种基本形式。     

天然气超声波计量系统性能的影响因素

超声波流量计量系统在量程比、可靠性、重复性、计量准确度、压力损失和日常维护等方面具有明显优势,成为大流量、高压力天然气计量的首选计量仪表。但该系统的计量准确度常受众多因素影响,从超声波计量系统的工作原理和现场应用出发,分析了控制阀噪声、仪表和上游直管段内壁的脏污、天然气的组成以及在线色谱仪和温度、压力变送器测量准确度对超声波流量计量系统准确度的影响,指出在工程应用过程中,应做好超声波流量计的检测维护工作,消除工艺安装条件的影响,并确保相关仪表的准确度。