冲蚀与腐蚀运行环境下多相流管道设计准则

现行海上生产平台管道系统两相出油管的设计方法，是将流速按ＡＰＩ ＲＰ １４ Ｅ中建议的一个冲蚀速度极限进行限制。该准则建立在一个经验方程上，它不包括含固体（沙）或腐蚀性气体时的流速限制。叙述了为改进此速度准则所进行的工作，提出了新的冲蚀方程。新的冲蚀与腐蚀运行环境下多相流管道设计准则基于多相流中不同的磨损机理，其基本分类是：清洁环境、冲蚀环境、腐蚀环境、冲蚀和腐蚀环境。     

城市燃气管道检测周期研究

从安全风险管理的角度出发,研究了城市燃气管道检测周期的确定方法.着重探讨了在管道使用后期,事故发生率较高时,确定燃气管道检测周期的方法.提出了一种以风险及可靠性理论为基础的动态检测周期确定方法,并以实例说明其实用性.     

冲蚀磨损在油气管道行业的研究进展

在油气储运过程中,介质所携带的大量固体颗粒极易导致降压、堵塞、腐蚀、磨蚀等现象发生,尤其是管道建设期残余的焊渣以及管输运行期间携带的砂粒,会对管壁及易损件造成冲蚀磨损损伤,引起设备及管件失效,造成严重的经济损失和安全环保问题.深入了解冲蚀磨损现象、掌握冲蚀磨损规律,有利于改善或缓解油气生产储运过程中的磨损问题,进一步推...     

燃气管道泄漏扩散研究进展

中国燃气管道逐渐进入事故多发阶段,燃气泄漏会增加管道运行的安全风险,严重事故甚至会导致人员伤亡.通过调研燃气管道泄漏扩散的相关研究,分别从泄漏扩散模型、数值模拟、实验研究、土壤-大气耦合4个方面论述了燃气管道泄漏扩散的国内外研究进展.探讨并指出了当前燃气管道泄漏扩散研究存在的问题:已有研究多集中于相对简单的管廊及架空管...     

天然气管道泄漏射流火焰形貌研究

阐述了高压天然气管道失效泄漏时形成射流火焰过程.在相关基础理论分析的基础上,通过实例,根据自行编制的软件计算了天然气泄漏射流火焰的形貌及其基本参数,建立了火焰长度等基本参数与环境风速的关系,为天然气管道风险后果的分析提供了依据.     

城市燃气管道泄漏的CFD模拟

通过建立3D和2D的CFD模型,对城市燃气管道遭受破坏后燃气的泄漏情况进行模拟,结果表明:风速与障碍物对燃气的扩散影响显著。风速越大,风沿下风向对燃气的输送作用越强,使燃气扩散加剧;障碍物前聚集的气体达到一定程度将漫过障碍物,从而在障碍物周围形成很大的危险区;当处于街道以下的燃气管道破裂时,街道峡谷效应对燃气扩散的影响较大。CFD模型具有较好的实际应用价值,可以更好地为城市燃气管道的安全管理、风险评估、事故调查、应急措施等提供依据。     

燃气管道壅塞流动计算

燃气的流速与流量在壅塞流动状态下将受到一定影响。以气体动力学为基础,采用BWRS状态方程,建立稳态仿真模型,对等截面管道壅塞流动状态下的最大流量进行了计算。以CNG罐车管长10m的加气与卸气高压胶管为例,求出了其在不同条件下可通过的最大流量,讨论了燃气流速、压力、马赫数、温度等参数的沿程变化规律。     

小议市政燃气管道施工中防腐问题及有效措施

燃气管道的腐蚀逐渐成为制约我国燃气发展的重要因素,为了有效抑制燃气管道腐蚀,降低经济成本和减少安全事故,采取合适的防腐技术,保证管网的安全运行直接关系着企业经济的效益和社会效益.文章介绍了燃气管道腐蚀机理,管道腐蚀的类型和原因,并重点阐述了燃气管道防腐技术.     

城市燃气输配管道完整性管理

美国在城市燃气管道完整性管理方面开展了较多的研究与实践工作,调研了美国城市燃气输配管道完整性管理的研究进展,介绍了美国完整性管理的标准规范.结合国内外长输管道完整性管理成功经验,提出了针对城市燃气输配管道的完整性管理流程,指出完整性管理应当按照数据管理、泄漏管理方案、风险评价、完整性评价、维修与维护和效能评价6个步骤循环开展.针对完整性管理的6个环节,提出了每个环节需要开展的主要内容.     

城市燃气管道稳态泄漏数值模拟

针对城市燃气管道分布与建筑物距离较近的特点,综合考虑风速、建筑物对燃气管道泄漏后气体分布情况的影响,建立城市燃气管道泄漏模型并对其进行网格划分,利用计算流体力学软件对天然气、人工煤气和液化石油气3种城市燃气的稳态泄漏过程进行数值模拟,考察风速分别为1 m/s和5 m/s情况下,泄漏时间为5 s、20 s、60 s和240 s时3种燃气在建筑物附近的分布情况.结果表明:风速越大,风对燃气向下风向的输送作用越强;燃气易在建筑物周围和街道峡谷内长时间堆积,形成较大危险区域.研究结果可为合理规划城市燃气管网和事故救援提供理论依据.     

基于流场数值模拟的射流清管器喷嘴优化设计

天然气管道中的黑粉严重影响管输效率与安全,现有的带皮碗、磁铁及钢刷的清管器对黑粉的清除效率较低,且易出现卡球现象。射流作用产生的冲击流场对管内积液、杂质的清除效果较好,基于射流原理提出了利用射流清管器清理天然气管道黑粉的方法。为了达到最佳的射流清除效果,需要优化清管器喷射组件中文氏管喷嘴的关键结构参数。文氏管喷嘴结构包括收缩段、水平段及扩散段,其中扩散段的参数对射流效果起关键作用。基于计算流体力学的原理,以Fluent软件为模拟工具,选定实际气体状态模型定义管道内天然气参数,考虑文氏管喷嘴扩散段中扩散长度与扩散角的影响,对清管器的射流过程进行仿真分析。通过比较不同扩散段参数模型在射流流场中流速和湍流动能的云图以及变化曲线,得到具有最佳射流效果的天然气管道射流清管器喷嘴结构。     

天然气管道可靠性的计算方法

基于可靠性的设计和评价方法（RBDA）是天然气管道设计技术的发展方向,国内外学术界针对该方法的应用展开广泛研究。针对天然气管道基于可靠性设计与评价方法所涉及的理论内容,研究了管道可靠性的分析过程,给出了极限状态方程蒙特卡罗仿真的通用算法,建立了管道可靠度计算软件框架,并以CSAZ662附录O中提供的无缺陷管道屈服和破裂极限状态函数为例对某输气管道进行可靠度计算和参数的敏感性分析。最后,根据分析结果,对管道的设计和管理提出可行性建议。提出的计算方法将方程与仿真计算分离,适合将更多的方程列入计算框架中,可以对管道的可靠性进行全面分析。     

含缺陷输气管道结构可靠性评估新方法

统计分析了X80管道的主要结构与力学参数,包括母材屈服强度、母材拉伸强度、焊缝拉伸强度,母材冲击功、焊缝冲击功、热影响区冲击功及管道压力,这些参数均服从正态分布,给出了其均值和标准偏差,并采用威布尔分布和对数正态分布计算缺陷分布.基于FAD技术和Monte-Carlo法,采用国外目标可靠度指标对长距离含缺陷X80输气管道的可靠性进行评估,结果表明:即使存在缺陷漏检,含缺陷X80输气管道的可靠度也完全可以满足标准要求.该方法适用于输气管道的安全评定,具有工程实用价值.(表2,图1,参9)     

复杂天然气管网系统运行期可靠性评价体系

中国天然气管道行业正朝着规模化、网络化方向发展,整个管网系统运行期的输气保障能力受到广泛关注,对其完成输送任务的可靠性进行评价显得尤为重要。为了保障大型天然气管网系统安全、高效运行与管理,对管网系统可靠性指标、系统可靠度计算、单元可靠度计算、可靠性数据及可靠性管理开展了研究。提出了包括可靠性类、维修性类以及健壮性类的3层系统可靠性评价指标体系,建立了基于管道工艺仿真的物理管网系统可靠度分布式阶梯计算模型,能够实现管网/管道/站场系统可靠度的简化、快速计算。将该计算模型在某压气站进行案例试算,按照站场系统→典型结构→基本回路→设备单元的顺序,将管网拓扑结构由上至下拆分为不同层级的可靠性框图,再利用单体设备可靠度由下至上依次计算各层级可靠度,获得该压气站在不同压缩机启停方案下的可靠度。该研究成果为今后持续开展大型天然气管网系统可靠性评价及管理奠定了基础。     

大型油气管网系统可靠性若干问题探讨

初步探讨了我国现阶段大型复杂油气管网开展系统可靠性管理的目的、意义、对象和方法,提出了一套针对管网前期规划、设计施工、运行管理等阶段实施系统可靠性管理的可行方法论。首先,通过弓I入压力、流量、温度3个变量来表述管网系统在一定范围内的“工作条件”和“功能状态”,提出了可拓展极限状态下的系统可靠性函数计算方法;其次,针对管网油气输送安全和保障市场平稳供应两方面,构建了可靠性函数分布式阶梯计算模型,该模型能够实现系统可靠性统一定量分析和评价。（参9）     

天然气管道清管作业风险分析及应对措施

天然气长输管道需要定期清管,以保证管道安全平稳运行。由于天然气自身易燃易爆的性质以及天然气管道运行压力较高等原因,清管作业存在许多风险。基于国内长距离输气管道的清管作业经验,概述了天然气管道清管过程中可能存在的各种风险,包括清管器卡堵和窜气、盲板操作风险、阀门泄漏、硫化物自燃、天然气爆炸、环境污染等,针对各种风险提出了应对措施。为确保清管作业安全,需要收发球现场各工作小组、沿线阀室、各监听点积极配合。     

挡条四通在高压油气管道改造中的应用

传统的不停输开孔封堵工艺进行管道改造引出旁通支管时,存在工艺复杂、耗费时间长、管道介质放空造成环境污染等问题.因此,对原开孔封堵引支管施工工艺进行优化,研制开发出一种在役管道快速引支管工艺及装备.将三通法兰与三通管件焊接后再与护板焊接,形成集开孔、引管为一体的挡条四通,然后在挡条四通上引出支管道,实现了高压输油气在役管道引支管作业.该技术已经成功运用到西气东输轮南压气站改造工程、定远站管道改造工程、成都-德阳输气管道等改造工程中,满足了高压油气管道引支管的要求,为管道改造提供了一套更加经济可行的引支管工艺.     

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.     

冻土区埋地油气管道管沟融陷机理

为了治理冻土区埋地油气管道管沟融陷工程病害,通过对管道病害现场调查,结合现场地质勘探、含水量试验测试及管周土体温度监测,分析了融陷病害的发生机理,并结合管沟融陷形成因素,提出了相应的防治措施。结果表明:冻土区埋地油气管道管沟融陷病害的发生与地层土质、土体含冰量、冻土类型、管道热扰动及施工方式等因素有关;冻土区埋地油气管道的敷设应选择合理的施工季节,综合分析冻土环境因素,确定合理的管道埋设深度,设置管道隔热保温措施,加强管道运行状态监测和科学管理,从而保证管道安全运行。研究成果可为冻土区埋地油气管道的设计、施工及安全运营提供借鉴。     

油气管道机械损伤的完整性研究进展

机械损伤是导致管道事故的主要原因,对其进行完整性管理一直是管道业界的难题。基于国内外事故案例,介绍了管道机械损伤的危害性和特殊性。从评价技术、管理技术和标准规范3个方面回顾了国内外关于管道机械损伤完整性的研究历程,虽然取得一些进展,但迄今尚无一个权威性指南可供指导应用实践。分析了管道机械损伤在检测、识别、评价3个方面需要解决的技术难题,针对机械损伤完整性管理研究策略,提出了评估-缓解-预防研究路线图,给出了不同专题各个领域的重点研究内容。