基于CAESARⅡ的埋地热油管道应力计算

对于埋地管道,土壤和管道的相互作用是管道应力分析的重要组成部分,研究管道周围土壤的力学特性至关重要。基于CAESARⅡ应力软件建立了合理的埋地热油管道应力分析模型并进行数值计算,分析了操作温度与安装温度差值、管道埋深、土壤内摩擦角等参数对管道局部推力和位移的影响。研究表明:管道内外温差、埋深及土壤内摩擦角对埋地管道地上和地下部分的应力、位移、固定墩推力的大小和方向影响较大,设计时必须对土壤参数进行准确界定,以期达到理想效果。     

高压输电线路对埋地钢质管道的腐蚀影响

通过对忠武输气管道进行现场勘察,获取了高压输电线路对埋地钢质管道交流干扰情况的基本数据。对现场采集土壤进行理化分析,选取典型土壤介质进行室内模拟实验,研究了管道钢在典型土壤中的腐蚀行为和交流干扰对管道钢腐蚀行为的影响规律,得出了交流干扰环境下基于电流密度的阴极保护有效性判据并通过现场埋片和监测试验加以验证。基于理论计算模型和管道腐蚀风险交直流电流密度判据,设计编制了管道交流干扰评估软件,并用于忠武输气管道潜在交流干扰区域的腐蚀风险预测和评估。软件计算结果与现场实测结果基本吻合,证明了判据和软件的可靠性。     

《管道科学技术论文选集》文摘（五十三）输油气站埋地管道的腐蚀分析与防护

对鄯乌输气管道鄯善首站埋地管道的腐蚀进行了调查分析。根据站区埋地管道的腐蚀特点，提出了相应的防护对策。这些对策包括改善环境、降低土壤腐蚀性采用非溶剂型覆盖层材料，减少针孔产生；取消玻璃布增强材料，确保涂装质量；实施区域阴极保护技术，有效控制埋地管道的腐蚀。     

输油气站埋地管道的腐蚀分析与防护

对都乌输气管道鄯善首站埋地管道腐蚀进行了调查分析，根据站区埋地管道的腐蚀特点，提出了相应的防护对策：改善环境，降低土壤腐蚀性；采用非溶剂型覆盖层材料，减少针孔产生；取消玻璃布增强材料，确保涂装质量；实施区域阴极保护技术，有效地控制了埋地管道的腐蚀。     

太阳能土壤加温系统在日光温室土壤加温中的应用效果研究

为了改善冬季日光温室作物生长环境,设计了日光温室太阳能土壤加温系统.通过试验研究了在该系统作用下地温随不同地热管埋深的变化情况,并与地埋秸秆和无处理两种情况的地温进行了对比.结果表明:加温系统可提高地温4～5℃,比地埋秸秆增加地温3～4℃;0.8cm埋深的地热管道比0.4cm埋深的地热管道增温效果更明显.太阳能土壤加温系统对夜间土壤温度有显著地提升作用.     

漠大多年冻土区埋地输油管道周围温度场监测

埋地输油管道的建设和运行势必会破坏多年冻土的稳定性,容易引发冻胀、融沉、崩塌、热融滑坡,从而导致管道弯曲、翘曲等灾害。由于多年冻土对温度具有极敏感性及其破坏的不可逆性,因此,需要对多年冻土区埋地输油管道周围温度场的监测开展研究。以漠大管道为例,选取典型管段,设计了适用于漠大管道周围温度场监测的测温系统。结果表明:管道设置合理的保温措施可有效阻隔输油管道向土壤的放热,减小管道周围土壤的融化范围,缓解管道融沉,为管道冻土灾害综合整治提供决策依据。     

埋地管道应力分析方法

油气输送管道大部分为埋地管道,其应力分析与工艺管道不同,关键在于准确模拟管道与土壤的相互作用。结合国际上广泛运用的CAESARII和AUTOPIPE软件设计思路,阐述了埋地管道应力分析模型中对埋地管道离散化的理论基础和方法,模拟土壤与管道相互作用的原理以及相关数据的计算方法;对比分析了ASMEB31.4、ASMEB31.8及国内相关油气输送管道设计规范对管道应力的校核要求;结合工程实例深化了埋地管道应力分析方法,对于开展管道应力分析工作具有积极作用,有利于增进对于管道应力分析及管道应力安全问题的认识。     

考虑水分迁移的埋地管道温度场数值模拟

基于水热耦合方程提出了埋地管道周围土壤温度场的数学模型及其控制方程,利用有限元法对考虑水分影响的土壤传热问题进行了数值模拟和分析。通过与不考虑土壤含水情况的计算结果进行对比,发现靠近埋地管道区域的土壤温度梯度较大,湿土的导热系数大于干土的导热系数;土壤导热系数先随含水量的增加而增大;当达到一定含水量后,导热系数随含水量的增加而不断减小。     

地震裂缝错位作用时埋地管道的有限元分析

地震作用可引起地层沉陷、土壤液化、地层裂缝错位,对埋地管道有很大的破坏作用,为保障管道安全运行,必须开展管道抗震研究,使埋地管道能抵御一定烈度的地震力。分析地震裂缝错位对埋地管道的作用,根据最小势能原理,推导出在地震裂缝错位作用下埋地管道的有限元方程,利用该方程可计算埋地管道在地震裂缝错位作用下的位移、内力及应力,并提供了计算实例。     

基于分布式光纤传感器的埋地管道结构状态监测方法北大核心

油气管道结构状态退化以及损伤缺陷的发生具有显著的时空分布不确定性。为了实时评估埋地管道的结构状态,提出一种基于分布式光纤传感器的埋地管道监测方案,建立了基于分布式监测数据的埋地管道结构状态的定量评估方法,并以某埋地燃气管道为例加以应用。结果表明:基于分布式光纤传感器的监测方案,可与埋地管道施工工艺无缝衔接,便于实际操作;分布式光纤传感器可以准确获得埋地管道弯曲应变与管体温度的时空演化行为,克服了常用点式传感器无法覆盖管道整体的局限;利用管道弯曲应变、管体温度的分布式监测数据,再辅以管道的材料、几何参数以及内压监测数据,可以实时、定量评估埋地管道的结构状态,从而为埋地管道全寿命周期结构状态的评估提供依据。     

国内期刊摘要

YQCY88501直埋供热管道的优化设计《煤气与热力》,1988年第3期55～58页 本文介绍了直埋供热管道的教学模型、优化设计程序,可计算出各种条件下直埋管道的经济流速和最佳保温层厚度。YQCY88501燃气钢管阴极保护参数的探讨《煤气与热力》,1988年第3期32～38页     

埋地管道防腐层大修对管道运行的热力影响

针对东北管网防腐层大修导致土壤温度场发生改变进而影响管道安全运行的问题,对埋地管道的土壤热力条件进行了分析,给出了铁秦线两座泵站的热力对比实例.为消除管道防腐层大修因土壤热力条件恶化对管道运行造成的不利影响,制定了改善管道热力环境的措施,提出了管道防腐层大修工作的建议.     

埋地热油管道停输降温过程的研究

介绍了数值求解埋地热油管道停输过程中管内油品、管外保温层和管外土壤温度场3个数学模型确定管道停输降温过程的方法,指出埋地不保温热油管道停输后,管内油品与管外土壤同时降温,管外土壤存在降温影响区,而埋地保温热油管道停输后,管内油品温降速度则明显小于不保温管道.     

基于分布式光纤传感器的埋地管道结构状态监测方法

油气管道结构状态退化以及损伤缺陷的发生具有显著的时空分布不确定性。为了实时评估埋地管道的结构状态,提出一种基于分布式光纤传感器的埋地管道监测方案,建立了基于分布式监测数据的埋地管道结构状态的定量评估方法,并以某埋地燃气管道为例加以应用。结果表明:基于分布式光纤传感器的监测方案,可与埋地管道施工工艺无缝衔接,便于实际操作;分布式光纤传感器可以准确获得埋地管道弯曲应变与管体温度的时空演化行为,克服了常用点式传感器无法覆盖管道整体的局限;利用管道弯曲应变、管体温度的分布式监测数据,再辅以管道的材料、几何参数以及内压监测数据,可以实时、定量评估埋地管道的结构状态,从而为埋地管道全寿命周期结构状态的评估提供依据。     

防止埋地管道上浮的措施

埋地管道上浮是导致管道因力不均而破裂的原因之一，埋地管道上浮的主要原因为浸水漂浮、土壤流化等防护措施，并介绍了具体实施步骤。     

埋地热输管道结构分析及固定墩优化设计系列程序简介

目前我国原油输送、城市供热等行业中大量使用埋地热输管道。如何合理、经济、安全而又方便地设计埋地热输管道是我们面临的重大课题。自1976年以来,我们一直从事于埋地热输管道强度方面的研究,建立了一套埋地热输管道热胀强度理论计算公式,并与有关单位合作,做了大量的模拟试验和工业试验,对理论分析进行了验证。近年来,随着计算机的广泛应用,为了使科研成果更好地用于生产实际,为此编制了一系列计算程序。这套程序可以迅速而又准确地计算埋地热输管道的强度以及设计固定墩的几     

川气东送管道土壤腐蚀埋片试验

埋地管道的土壤腐蚀对管道的安全经济运营造成不利影响。川气东送管道埋设距离长,土壤和水文地质条件复杂,易遭受土壤腐蚀。通过对管道干线沿线典型土壤的理化性质进行现场测试,并开展现场腐蚀埋片试验,得出川气东送管道沿线土壤的腐蚀类型和腐蚀性强弱。根据试验结果,川气东送管道沿线土壤的腐蚀性较强,处于劣等级的土壤占管道工程全程的1/3以上,应对管道实施有效的腐蚀防护处理。     

地震裂缝错位使用时埋地管道的有限元分析

地震作用可引起地层沉陷，土壤液化，地层裂缝错位，对埋地管道有很大的破坏作用，为保障管道运行，必须开展管道抗震研究，使埋地管道能低御一定烈度的地震力。分析地震裂缝错位对埋地管道的作用，根据最小势能原理，推导出在地震裂缝缝错位作用下埋地管道的有限元方程，利用该方程可计算埋地管道在地震裂缝错位作用下的位移，内力及应力，并提供了计算实例。     

冻土区热油管道周围土壤水热耦合数值模拟

基于穿越冻土区埋地管道存在冻害破坏的安全问题,建立了多年冻土区埋地热油管道土壤冻融过程中温度场变化的数学模型。以中俄原油管道沼泽发育冻土区敷设管段为例,地表环境温度采用周期性边界条件,考虑土壤冻结过程中相变潜热对温度场的影响,采用多孔介质模型,利用有限容积法,对有、无保温层条件下埋地管道周围土壤温度场进行数值模拟。结果表明:在有保温层的条件下,管壁热流密度明显降低,且波动幅度减小;采用保温材料有利于降低冻土融化速率,防止冻土退化。     

埋地管道周围土壤湿热耦合相变过程的数值计算

基于有限容积法,建立了多孔介质相变自然对流换热模型。以在饱和含水多年冻土区敷设的输油管道为例,采用SIMPLER算法,数值计算了地表温度周期性变化条件下,埋地热油管道的非稳态传热过程,得到了不同季节管道周围冻土温度场、土冰层融化移动界面及水分迁移规律。研究表明:在地表温度的周期性波动下,管道周围土壤温度场变化剧烈;受温度梯度和重力的影响,土壤中的水分形成沿管道中心线自上而下的自然对流涡旋;随着地表温度的变化,自然对流涡旋中心的形态和强度发生明显变化,说明温度梯度对水分迁移的影响较大。