弯管内气液两相流局部阻力特性研究

以气水、油气为工质,对水平进口、垂直出口向上的90°弯管内气液两相流局部阻力特性进行了实验研究。通过对内径为45mm、弯曲半径为180mm的弯管试验结果进行分析,总结出了气水、油气两相流体流过弯管时的局部阻力变化规律,重新提出了计算弯管局部阻力的统一计算公式。其计算结果与试验值符合良好。     

X70高应变钢管现场冷弯试验

冷弯管通常采用普通钢管进行现场冷弯,从而达到符合设计要求的弯管角度。为研究高应变钢管作为冷弯管母管的可行性,采用3种弯制工艺对X70高应变钢管进行了现场冷弯试验。通过拉伸试验、夏比冲击试验及落锤撕裂试验等分析了弯制工艺对X70高应变钢管的几何尺寸与性能的影响。结果表明:弯制工艺对钢管壁厚变化的影响不大,弯制前后的椭圆度有较小变化,横向性能变化不明显,而弯管外弧侧的纵向屈服强度和屈强比明显增大,内弧侧的纵向屈服强度和屈强比随曲率半径的增大而减小。采用高应变钢管弯制的冷弯管性能优良,为冷弯管在复杂服役环境的应用提供了新的途径。(图8,表4,参13)     

成品油管道弯管起皱高度超标原因与对策

针对某成品油管道弯管在生产过程中表面起皱高度超标的问题,进行了生产过程调查和试验分析,结果表明设备液压系统启动滞后和加工工艺设计不当是导致弯管起皱高度超标的主要原因.通过对液压系统采取预加压2～3 s,调整加热功率与开启推进装置、冷却装置的时机,彻底解决了弯管起皱超标的问题.     

输气管道中焊缝钢制弯管的试验研究

石油天然气长输管道中的弯管是整个长输管道中的薄弱部分.多年来输气管道中的弯管一直都采用进口的UOE成型直缝钢管来制作,其管材的成本费用较高及进口的时间太长,为了提高输气管道的安全系数,将螺旋埋弧焊钢管作为一种比较经济的管材用于天然气长输管道中的弯管,并进行了试验研究.     

中俄东线水平连续冷弯管管道沉管下沟的可行性

为了保证全自动焊机的通过性,实现全自动连续焊接作业,采用连续冷弯管替代热煨弯管以达到等效转向效果,将直管道和冷弯管在沟上焊接完成后进行整体沉管下沟作业。管道在沉管下沟过程中会经历高应力状态,尤其对于带有水平连续冷弯管的管道,整体沉管下沟过程中的应力状态更加复杂,尚无施工先例。采用有限元方法分析了带水平连续冷弯管管道双侧单向沉管下沟的基本规律,分析了水平连续冷弯管管道沉管下沟后残余应力存在的原因、分布情况及影响因素,提出了水平连续冷弯管管道沉管下沟的可行性评判标准,并将其应用于中俄东线天然气管道进行论证。研究结果表明:中俄东线1422 mm×21.4 mm、1422 mm×25.7 mm、1422 mm×30.8 mm管道规格的水平连续冷弯管管道整体沉管下沟的施工方案可行。     

导流板改善弯管流场的数值模拟与优化

为改善弯管内因流体不规则流动造成的管道振动,提高管道工作的可靠性,通过在弯管内部按照等比例方案加装不同结构形式的导流器,使用RNGk-ε模型计算模拟了弯管内流体的流动特性.结果表明:在弯管内部特定位置加装导流器能显著地改善弯管内流体的流动.     

导流板改善弯管流场的数值模拟与优化

为改善弯管内因流体不规则流动造成的管道振动,提高管道工作的可靠性,通过在弯管内部按照等比例方案加装不同结构形式的导流器,使用RNGk-ε模型计算模拟了弯管内流体的流动特性.结果表明:在弯管内部特定位置加装导流器能显著地改善弯管内流体的流动.     

水稻化控药剂应用效果研究

本试验采取小区对比法,研究水稻化控栽培技术。通过将单一的烯效哇、赤霉素等化控药剂进行有机的配合,以发挥其综合效应,达到预期效果。试验表明:水稻进行化控处理后,植株株高变矮,节间长度缩短,多效唑、稻挺和矮壮素3种化控药剂对水稻的增产效果差异不明显。     

基于集肤效应的大直径薄壁弯管感应加热

大直径薄壁弯头广泛应用于油气输送管道工程,采用局部感应加热并通过液压推制成形是弯管加工的主要工艺方法,由此,装备的液压推制速度和感应加热参数的准确匹配成为影响弯管质量的重要因素。针对感应加热过程中集肤效应对加热效果影响的不确定性,在感应加热理论分析的基础上,研究了基于集肤效应的关键参数,同时借助有限元模拟计算的方法,分析各工艺参数对管材感应加热过程中焦耳热分布的影响,并通过建立正交试验实现参数组优化。结果表明:感应加热装置的设计应综合考虑电流频率、电流密度、管材与感应圈距离3个参数的变化梯度对集肤效应的影响,得到最优参数组,为与之相匹配的弯管推制速度提供准确的设计参数要求,在保障弯管质量的同时,大大提高装备现场调试及生产的效率。     

陕京输气管道弯管力学性能

具有９０年代国际先进水平的陕京输气管道工程，由于国内弯管标准对力学性能等没有要求或要求不明确，国外弯管标准不完全适用，因此参照国外普遍采用的先进标准及国内外制造弯管的经验，制定了该工程的弯管技术条件，力学性能等指标，这些指标均达到美国弯管标准。对实际制造的弯管检测数据表明，弯管力学性能等指标达到了技术条件的要求，与原材料钢管相比，σｓ，σｂ均降低，σｓ降幅更大，故屈强比降低，延伸率提高，表明弯管在     

隧道口弯管系应力计算模型

基于隧道穿越管道进出洞口的约束状态及应力分析,提出了隧道进出口弯管设计形状简化的处理方法。推导了弯管参数简化后的受力平衡方程,利用该方程导出最大弯矩状态下的管壁应力σBmax的计算方法。可利用最大计算应力选取或验算弯管壁厚,以保证弯管形式的安全可靠。计算结果全面反映了施工安装阶段的实际情况,体现了隧道内管道施工安装中的工程参数,有利于工程质量的控制。（图4,参6）     

0．8设计系数下天然气管道用焊管关键性能指标

研究了0．8设计系数下天然气管道用焊管满足断裂控制要求的母材和焊缝韧性指标,评估了钢管100％SMYS水压试验的可行性。对于采用0．8设计系数、直径1219mm、设计压力12MPa的天然气管道,为防止钢管启裂,要求焊缝夏比冲击韧性最小平均值为80J;为满足管道止裂要求,要求钢管母材夏比冲击韧性最小平均值为260J。对管径为1219mill的X80钢管批量生产屈服强度数据的统计分析和评估结果表明：X80钢管进行100％SMYS工厂水压试验是可行的,但需要优选板材和钢管性能稳定的供货商,并严格进行水压试验后的钢管几何尺寸检测。（表4,图5,参6）     

钢骨架塑料复合管带压开孔的有限元模拟

针对钢丝网骨架塑料复合管在带压开孔施工中的盲目性问题,对钢骨架塑料复合管进行力学分析,建立复合管的力学模型,并对管段模型进行网格划分。运用ANSYS软件对其在不同管径下的最大开孔孔径进行有限元模拟,得到不同开孔孔径下的Mises等效应力分布云图,进而确定最大开孔孔径。结果表明,最大开孔孔径随管径的增加呈线性增加。基于ANSYS仿真结果,通过对管段的密封性进行检测,发现施工条件下管段无介质泄漏现象发生,且未见明显塑性变形。通过现场试验验证了钢骨架塑料复合管的带压开孔模型精度较高,可以为其现场开孔作业提供参考。     

中俄东线直径1422mmX80钢级冷弯管设计参数的确定

为了满足中俄东线工程建设的实际需求,需要开展直径1 422 mm、X80钢级管道冷弯管设计参数的相关研究。采用AS 2885.1-2012《管道-天然气和石油管道第1部分:设计和建造》中的公式计算得出冷弯管的最大弯曲角度为6.48°;再通过冷弯管弯制过程中的应力应变有限元模拟分析,得到当弯曲角度为6~8°时,管道处于弹塑性区,满足变形要求。经过实验室及中俄东线试验段的现场验证,弯制的6.4°冷弯管回弹量及变形量均匀稳定,椭圆度、壁厚及内弧波浪度等指标均控制良好,能够满足工程要求。经过相关计算、分析及验证,最终确定中俄东线直径1 422 mm、X80钢级冷弯管的最大弯曲角度为6°,曲率半径不小于50倍钢管外径(71 100 mm)。该结果可为中俄东线天然气管道工程建设提供指导。     

钢管生产管端涂敷煤焦油瓷漆覆盖层技术

阐述了国外煤焦油瓷漆防腐作业中管端覆盖层的清理修整工艺,通过机械化管端覆盖层清理修整技术,使得防腐后的钢管管端覆盖层端口平整光滑、倾斜角适宜,钢管预留段长度得以精确保证,为提高现场补口质量及速度创造了良好的条件。     

“管中管”埋地管道的腐蚀分析及防腐措施

通过对“管中管”管道的现场调查和室内分析，发现管体腐蚀主要是由保浊国层内进水致使电化学腐蚀引起的。     

双金属复合管标准发展现状及存在的问题

针对目前双金属复合管产品及相关检验试验标准研究方面的不足,介绍了国内外双金属复合管相关标准的发展历程及现行标准的制修订情况,对比分析了国内外双金属复合管标准的主要条款。结果表明:目前国外双金属复合管标准主要以API SPEC 5LD《内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范》系列标准为主,其经过4次修订而成;中国双金属复合管标准以API SPEC 5LD为基础,通过等同采用和修改采用,升级为第3版的SY/T 6623—2018《内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范》;国内外双金属复合管标准存在对机械复合管塌陷试验、紧密度试验、弯曲试验指标的规定不明确,冶金和机械复合管工厂焊接及施工焊接工艺评定项目未规范等问题。未来,双金属复合管标准尚需结合制造、检验、工程应用等技术需求来进行完善。     

西气东输管道弯管的国内外生产工艺对比

根据西气东输管道工程驻厂质量监督和检测评价工作情况，对参与西气东输管道工程感应加热弯管生产的部分国内外厂家的设备生产能力、母管成分、弯管主要性能进行了分析和对比，对西气东输管道感应加热弯管国产化工作取得的进展和经验进行了总结。     

对影响管材屈服强度的包申格效应试验分析

螺旋缝埋弧焊管在拉伸试样的制作时会产生与焊管成型过程中变形相反的塑性变形,从而引发包申格效应.通过对X65钢级板卷以及其制成钢管的同方向拉伸性能试验表明,板卷强度水平对包申格效应有着重要影响,并给出包申格效应值VBE大小的经验关系式,同时还讨论了板卷屈强比对包申格效应的影响.     

最不利管道泄漏情形下燃气管廊的安全性评估

地下燃气管廊属于半密闭空间,燃气管道一旦发生泄漏极易引发严重的爆炸事故,对泄漏发生后管廊的安全性进行分析可以为事故的应急处理提供理论指导。为此,根据中国某燃气管廊的结构,针对燃气管道最不利点处发生泄漏的情形,采用CFD软件对其进行建模及求解,研究不同泄漏孔径及不同通风模式下管廊内甲烷质量浓度的变化情况,划分管廊内的爆炸危险区域,并对管廊的安全性作出评估。研究结果表明:当泄漏孔径分别为10 mm、50 mm、100 mm时,管廊内甲烷的质量浓度场趋于稳定后,事故通风模式下管廊顶部的甲烷质量浓度较正常通风模式分别下降了50%、45%、36%;当通风量一定时,泄漏孔径的增大虽然会带来燃气泄漏量的增加,但并非一定会导致危险区域的扩大,较小的泄漏孔径可能会带来更大的安全隐患;当燃气泄漏量较大时,如不能控制好通入的空气量与泄漏的燃气量之间的比例关系,反而可能会引发更为严重的后果。妥善处理管廊内燃气管道泄漏事故的关键在于控制好通风量和甲烷泄漏量之间的比例关系。