在役管道修复与抢修焊接工艺模拟试验方法

分析了国内外在役管道修复和抢修所采用的主要焊接标准,对影响在役管道焊接质量的主要因素及控制方法进行了分析,提出了在役管道修复与抢修焊接工艺模拟试验的方法.该方法已在兰成渝成品油管道修复与抢修焊接工艺中进行了研究应用,对开展其它在役管道修复和抢修焊接工艺的研究工作具有重要的参考价值.     

油气管道在役焊接研究进展

油气管道在役焊接是管道修复和抢修的重要发展方向之一,从在役焊接影响因素和工艺评定两方面介绍了国内外油气管道在役焊接技术的研究进展。根据国内外在役焊接接头出现的失效研究案例,分析了影响管道在役焊接的主要因素,认为除烧穿和氢致开裂以外,介质热分解、管壁渗碳、管壁渗氢、应力腐蚀、疲劳等问题亦应成为焊接工艺评定的主要考虑因素。结合油气管道现场焊接经验,提出目前管道在役焊接所遇到的预热、层间温度难以达标等问题以及相关的解决方法。     

高钢级大口径油气管道在役自动焊工艺

随着长输油气管道建设朝高压力、大口径、高钢级、大壁厚方向发展,油气管道在役焊接涉及的开孔三通、修复套筒等管件的壁厚也随之增大,采用手工电弧焊进行油气管道维修焊接效率低,且焊接质量难以保证,因此亟需实现油气管道在役焊接的机械化施工。从焊接工艺的选择、焊接试验过程、焊接材料选择、保护气体的影响以及焊接工艺评定试验等方面,开展了油气管道在役焊接自动焊工艺研究。通过自动焊技术在中国高钢级、大口径天然气管道B型套筒在役焊接中的现场工程应用,论证了在役焊接自动焊工艺的可行性。最后,提出了在役油气管道自动焊技术推广的建议。(图2,表1,参20)     

在役管道不停输焊接三通工艺试验

论述了在役管道不停输焊接三通工艺的特点及实现焊接工艺的方法，介绍了在役管道三通焊接工艺试验装置、有关参数的计算、焊接方法和原则、焊接评定过程及焊接工艺在苏丹红海山区711．2mm管道加阀改造中的应用。     

累积法预测在役管道腐蚀极限厚度计算方法

为了方便、准确地确定腐蚀缺陷对在役管道剩余强度和承压能力的影响,基于含缺陷管道的弹性极限准则,应用ANSYS有限元软件分别对两种缺陷模型进行模拟分析,得到了不同缺陷尺寸条件下腐蚀区域的Mises应力.利用有限元分析结果,同时考虑腐蚀缺陷长度、宽度及深度等几何尺寸因素的影响,采用累积法确定在役腐蚀管道的Mises应力与腐...     

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.     

直径1422mmX80管道环焊接头应变能力数值模拟方法

鉴于高钢级管材的组织特征及焊缝失效对于管道安全的重要影响,管道环焊缝承载能力成为当前管道行业的研究热点,以中俄东线全自动焊口为研究对象,准确考虑环焊接头根焊、热影响区、母材、填充焊4个区域材料本构关系的差异性,基于有限元方法建立了分析管道环焊接头应变能力的数值仿真模型。定量分析了母材屈强比、运行内压、载荷类型等组合工况下焊缝强度匹配系数等对管道环焊缝裂纹扩展驱动力的影响。采用静裂纹起裂的失效判定方法,以表观断裂韧性值为临界准则,结合中俄东线管材及环焊接头材料特性参数实际变化范围,计算了在设计工况范围内最不利条件下中俄东线环焊接头的应变能力。结果表明:提高焊缝区强度匹配能够有效减小接头的裂纹扩展驱动力,增加管道内压或提高母材屈强比会使相同强度匹配条件下的裂纹扩展驱动力更大,拉伸载荷下的裂纹扩展驱动力要大于弯曲载荷下的裂纹扩展驱动力。该方法既可以用于根据焊接接头性能要求指导焊接参数的确定,也可以用于在役管道含缺陷焊接接头的适用性评价。     

西南成品油管道输送模拟软件

针对西南成品油管道距离长、站场多、工艺技术较复杂、施工难度较大的特点,研制开发了西南成品油管道输送专用模拟软件,介绍了该模拟软件的理论依据和算法、软件的功能及结构,并在西南成品油管道一期水联运中进行了实际模拟.应用分析表明,模拟结果与实际数据之间的误差在许可范围内,可以为管道的日常运行提供技术支持.     

新建管道与在役管道并行施工安全评价方法

新建管道与在役管道并行施工时,部分地区由于施工空间受限,新建管道管沟开挖时需采用钢板桩支护并在在役管道上方堆土施工。为确定此类工程中在役管道的本体安全及新建管道的支护安全,提出了针对在役管道径向稳定性及环焊缝应力的验算方法,针对新建管道支护结构应力、稳定性、位移及截面强度的验算方法。以在役管道Ⅰ、Ⅱ及与其并行施工的新建唐山LNG管道为例,利用上述方法对其安全性进行校核,结果表明：当新建唐山LNG管道挖深3 m,采用9 m钢板桩支护管沟,并在两侧在役管道Ⅰ、Ⅱ上方堆土不超过2 m时,在役管道Ⅰ、Ⅱ的本体安全及新建管道的支护安全均满足安全性要求。该方法对于相似施工空间受限条件下进行沉管作业时确定并行施工安全性具有参考价值。（图5,表3,参20）     

CFD 在油气储运工程领域的应用

当前，CFD 商用软件日渐增多及成熟，CFD 技术已成为油气储运工程领域非常重要的科研开发工具。对 CFD 技术在油气储运工程领域的应用现状进行梳理，介绍了 CFD 技术的基本原理、工作流程及其显示和输出的计算结果内容；分述了CFD 技术在管道不同运行方式、管道设备和附件、管道安全运行 3 个方面的应用及取得的成果。以全球第一个通过 ISO9001质量认证的 CFD 商用软件 CFX 对缩径直管段中气固两相管流流场的数值模拟为例，分析了气固两相管流流场特征以及颗粒的冲蚀情况，全面展示了 CFX 软件的模拟流程，对于 CFD 技术进一步有效应用于油气储运工程领域具有重要的现实意义。