局部腐蚀油气管道失效压力计算方法

利用管道应力集中理论,以数值模拟数据为基础,建立一种局部腐蚀油气管道失效压力的计算方法。验证非线性有限元法评价局部腐蚀的可靠性,用该方法分析局部腐蚀半径及局部腐蚀深度对管道失效压力的影响;并与其他评价规范计算结果进行对比。结果表明,拟合得到的局部腐蚀油气管道失效压力计算方法的误差小,误差分布均匀,可以满足局部腐蚀油气管道失效压力的预测要求。     

一起化工厂压力管道腐蚀失效分析

对于石油化工行业的一些重要的工业设备和结构(如炼油厂的常减压蒸馏装置中的常压塔和制氢装置中的转化炉炉管等),设备的内部腐蚀问题一直是令人瞩目的重要问题,而一些如因保温材料等包裹物的掩盖或因结构的问题而造成未被发现的外部腐蚀,往往是让人容易忽略的事情.同样地,这些外部腐蚀也会导致设备的损坏甚至引起重大恶性事故.因此,对处于运行阶段的设备或结构进行定期检测或在线监测,并在此基础上采取某种防护措施,对于保证设备安全运行、减少经济损失,有着重要的意义.     

油气储运中的埋地管道腐蚀问题研究

管道运输以其成本低、收益高在油气输送中得到了广泛的应用。由于受到环境中腐蚀介质的作用,石油、天然气管道的腐蚀难以避免,本文简要介绍了埋地管道腐蚀原因,分析了目前管道腐蚀检测与评价技术,并针对腐蚀原因提出缓解管道腐蚀的措施对策。     

金属油气管道腐蚀的β射线检测方法

利用放射性物质衰变释放的粒子流在穿越不同厚度的屏蔽材料时,粒子输运过程和能量衰减程度不同的特性,提出通过检测管中β放射源产生的β粒子在管道外部形成的能量沉积,对架空金属油气管道的腐蚀状态进行在线无损检测的方法.分析了β粒子在穿越不同厚度的钢铁屏蔽材料后光子和电子流量与其能量分布的差异与特性,模拟试验β放射源投入管道后衰变产生的β粒子从内部穿透出不同腐蚀程度的金属管壁进入外部NaI粒子探测器的粒子输运结果,最后通过方差分析研究腐蚀厚度和面积对射线探测法的灵敏性影响.研究结果表明:射线探测法对腐蚀厚度的检测灵敏性强,该方法能够有效检测出厚度超过管道壁厚40％以上的腐蚀破损.     

基于有限元优化法的油气管道内壁腐蚀识别研究

油气管道因运输腐蚀性的流体会出现不同形状的腐蚀缺陷,致使管道的承载能力降低,必须对其腐蚀情况进行预测和评估。针对油气管道内壁腐蚀识别问题,文章基于有限元优化理论,以内壁半径和偏心距为设计变量,运用最小二乘法建立了管道内壁几何参数识别模型,通过观测管道外壁若干点在工作内压下应变值的变化,识别腐蚀区域的大小和位置。数值实验表明该方法是有效的,识别内壁几何参数精度较高,有一定的实用价值。     

国内外油气管道腐蚀及防护技术研究现状及进展

我国大多数油田含有CO2、H2S等腐蚀性气体，CO2、H2S腐蚀是井下油气管的主要腐蚀类型。本文简要综述了CO2、H2S腐蚀机理和影响因素，并在此基础上介绍了采用缓蚀剂、涂镀层油管、普通碳钢管材、耐蚀合金钢管材、玻璃钢和塑料管材、阴极保护几种国内外常用的防腐措施，并指出镀铝钢在油气管道上的应用将是非常广阔的。     

油气管道腐蚀断裂的机理分析

基于油气管道表面微裂缝在应力和腐蚀耦合作用下的扩展机理,根据Charles-Hillig模型用数值方法模拟了裂缝的动态扩展过程。研究的重点是确定裂缝扩展时的形态以及可以避免应力腐蚀现象的载荷和环境条件。数值计算结果表明,确实存在一个临界条件(范围),当应力和腐蚀环境条件在该临界范围内时,油气管道可以避免腐蚀断裂破坏。同时还部分解释了普拉德霍湾(Prudhoe Bay)石油泄漏事故的起因。     

基于灰色理论的含腐蚀缺陷油气管道剩余寿命预测分析

含腐蚀缺陷油气管道剩余寿命预测是管道完整性及安全性评价的重要组成部分.以灰色理论的基本模型为基础,提出了管道剩余寿命预测的一种方法,包括预测腐蚀速率的基本步骤以及根据腐蚀速率预测剩余寿命的基本方法,为油气管道腐蚀检测周期的确定提供了一种依据.     

高压大口径油气管道跨长计算

基于几何非线性,考虑当量轴向力(S₀)对管道挠曲的影响,提出了有或无固定墩单跨无补偿器管道强度计算方程。有固定墩跨越管道的设计计算是显式的。对于无固定墩两端埋地跨越管道,认为埋地管道的横向反力和轴向摩擦力分别与其横、轴向位移成正比,内力和变形计算最终可归结为两个非线性方程的求解,管道的自振固有频率可由特征方程数值解求得。提出了S₀为压力或拉力的显式判别式。并区分S₀为压力、零、拉力,列出内力、挠度、频率计算方程。介绍了静强度验算和动力设计的方法,给出了算例。     

寒区油气集输管道合适埋深数值计算

油气集输管道的敷设深度直接影响管道的建设成本,对管道的安全平稳运行也起重要作用.考虑寒区土壤的初始温度周期性变化、地表不同日平均温度以及是否冻结等因素,建立数学模型,并采用有限单元法对多种埋设深度的集输管道土壤温度场进行数值计算.实例计算表明:0.8 m是寒区较合适的管道埋设深度.当大气温度升高时,可适当减小集输管道的埋深,以节省建设成本.在集输管道运行管理计算分析时,可以不考虑冻结及非冻结状态物性对土壤自然温度场的影响,将土壤看作常物性.该模型可为寒区油气集输管道的敷设提供一定的理论依据.     

油气长输管道综合评价模型设计与实现

现有的管道安全评价模型普遍采用专家打分法等主观性方法,但在确定权重时,受主观意识影响较为严重,存在评价结果与现场实际吻合度不高、评价结果不够全面等缺点。笔者针对油气长输管道安全评价实施现状及评价需求,在对油气长输管道安全评价目标和特点分析基础上,确定了油气长输管道的主要评价指标,应用模糊数学方法建立了油气长输管道综合评价模型,并对评价模型的关键技术进行分析,其中综合运用变异系数法、层次分析法进行量化分析准则层权重,通过建立优先关系矩阵和模糊一致矩阵的方法确定指标层权重。通过算例验证了所推出模型的可行性和准确性。     

非金属夹杂物对弹簧钢局部腐蚀的影响

Certain inclusions in high-strength 60Si2Mn–Cr spring steel result in poor resistance to localized corrosion. In this work, to study the effect of inclusions on the localized corrosion behavior of spring steel, accelerated corrosion tests were performed by immersing spring steel in 3wt% FeCl₃ solution for different times. The results show that severe corrosion occurred in areas of clustered CaS inclusions. Sulfide inclusions containing Ca and Mg induced the strongest localized corrosion susceptibility. For the case of (Ca,Mn,Mg)S inclusions, the ability to induce localized corrosion susceptibility is ranked as follows: MgS > CaS > MnS. Moreover, CaS, (Ca,Mn)S, and (Ca,Mn,Mg)S inclusions were mainly responsible for inducing environmental embrittlement.     

基于遗传算法的油气集输管网运行效率优化

油气集输系统的能量耗散,在油田生产能量消耗中占主导地位.若集输管网各项运行参数没有随着油井开发参数的变化而相应调整,将导致集输系统能耗逐年增加,集输用气和用电单耗不断升高.对于这一问题,以树状双管掺水集输管网为研究对象,在布局一定的情况下,以管网掺水量、掺水温度、掺水压力为参数变量,运用遗传算法编制程序对其优化.以某油区树状双管掺水集输管网为例,通过运算得到优化后的运行参数,管网运行能耗比优化前降低了28%.     

管道磁化的有限元优化设计

为计算磁路设计中永磁体几何参数对管道磁化效果的影响,采用了有限元方法研究管道磁化磁路中永磁体长度（10～40mm）、直径（25～100mm）改变时,管道表面缺陷（0.2mm深,0.2mm宽）产生的漏磁场的变化情况,得到了缺陷漏磁场水平分量B     

大口径输油管道腐蚀及防腐层失效分析

对“庆—哈”输油管线管体进行腐蚀漏磁检测,管线腐蚀属于氧去极化腐蚀,主要形式为局部腐蚀。测试了管线经过地段土壤的土壤电阻率和管地电位等,土壤属于强腐蚀类。管线焊口部位的裂纹及残余应力及管道在穿、跨越附近侧下方土壤的氧浓差电池是引起穿孔的主要部位,而防腐层破损加上杂散电流作用是引起防腐层开裂主要原因。     

岩石坍塌作用下埋地集输管道应力变化规律

基于弹塑性力学理论,采用有限元分析方法,建立了岩土坍塌作用下埋地集输管道分析模型,研究了岩石坍塌作用下不同因素对埋地集输管道应力影响规律.结果表明:冲击载荷随石块边长的增加呈指数形式上升,正方体边长改变1.4 m时,冲击载荷可改变22.4 MPa.运行压力、温度、管道铺设坡度对管道壁面应力影响较小,而冲击载荷、腐蚀是埋地集输管道安全的主要影响因素.当冲击载荷大于10.5 MPa时,管道进入塑性变形区.岩石坍塌冲击载荷较大时,管道壁面最大等效应力随着管道径厚比的增加而减少.当径厚比改变了3.8,管道壁面最大等效应力可减小44 MPa;当岩石坍塌冲击载荷较小时,管道壁面最大等效应力出现极小值点.     

海底悬空管道弹性约束静态分析

由于海浪的冲刷，海底管道会出现悬空段，当悬空段较长时，管道在波浪及海流的作用下将会发生破坏。对海底悬空管道所受的环境载荷进行了计算，把海底土壤对管道的约束视为弹性约束，推导出了弹性约束时的系数矩阵，建立了相应的有限元分析模型，并开发了相应的计算机软件。该软件不仅可以计算立管与水平管连接处悬空管段的强度，还能计算静强度下的临界悬空长度。将弹性约束与刚性约束时的计算结果进行了对比，结果表明，当海底地层较硬时，弹性约束与固定端约束的计算值相差不大；当地层较软时，弹性约束时管道中的最大应力比固定端约束的要大，而临界悬空长度相差不多。     

海底悬空管道弹性约束静态分析

由于海浪的冲刷,海底管道会出现悬空段,当悬空段较长时,管道在波浪及海流的作用下将会发生破坏。对海底悬空管道所受的环境载荷进行了计算,把海底土壤对管道的约束视为弹性约束,推导出了弹性约束时的系数矩阵,建立了相应的有限元分析模型,并开发了相应的计算机软件。该软件不仅可以计算立管与水平管连接处悬空管段的强度,还能计算静强度下的临界悬空长度。将弹性约束与刚性约束时的计算结果进行了对比,结果表明,当海底地层较硬时,弹性约束与固定端约束的计算值相差不大;当地层较软时,弹性约束时管道中的最大应力比固定端约束的要大,而临界悬空长度相差不多。     

分离式空心板梁桥的荷载横向分布系数计算方法

为推动新型分离式空心板梁桥的工程应用,提出针对该桥型的荷载横向分布系数计算方法。选取主梁间距、桥梁跨径、桥宽和梁高作为影响桥梁横向受力性能的参数,采用ABAQUS有限元软件计算不同参数组合的分离式空心板梁桥结构在单车道和多车道荷载作用下的弯矩和剪力横向分布状况,探究关键参数对荷载横向传递的影响规律;通过非线性回归分析法拟合得到弯矩和剪力横向分布系数在不同荷载工况下的计算公式。实桥算例验证结果表明,该方法计算结果可信,具有一定的安全度,能够较好地满足工程设计的要求。