高温中压长输蒸汽管道的热补偿方式及支架约束

高温中压长输蒸汽管道热补偿方式有别于电厂内部短距离输送管道,既要考虑安全性,又要考虑项目的经济性。论文对比常用热补偿方式的优缺点,提出高温中压长输蒸汽管道采用旋转补偿器补偿为主、自然补偿为辅的热补偿方式较为合理。对直线线路段、平行线路段、转角及转角叠加标高微调段、直线高差段、直线跨越段这几种常见的管道布置形式,通过START应力计算软件建模分析,确定较优的热补偿方式及支架约束条件。

轴向载荷下双金属机械复合管界面紧密度研究

为研究应用于油气田集输和海洋工程等领域的双金属机械复合管界面的紧密度特性,建立了液压成型及轴向载荷下双金属机械复合管力学模型,对比了梯形加载、递增式加载与脉动加载液压成型工艺对复合管界面紧密度的影响,探究了轴向载荷下成型压力与结构参数对复合管界面紧密度的影响规律。结果表明,脉动加载液压成型工艺与梯形加载、递增式加载加工工艺相比,管间残余接触压力提升45%,可以更好地保证双金属复合管成型的稳定性;提高成型后的残余接触压力,有助于增强复合管抗载能力;外基管壁厚对复合管承载力的影响最大;内衬管单独承受拉伸载荷时界面分离现象最明显,增加内衬管壁厚能延缓界面分离。

含缺陷管道碳纤维复合材料补强数值模拟研究

当代石油、天然气等能源的主要运输方式为管道运输,管道在长期使用时会产生各种缺陷,这些缺陷将对管道的结构和强度产生影响。目前先进的管道修复技术为复合材料补强技术,其中碳纤维复合材料是较优的选择。为了测试有/无碳纤维补强管道缺陷处的效果,开展了不同层数碳纤维复合材料的拉伸实验研究,结合ANSYS数值模拟探究了修复前后不同缺陷管道在承载时的应力、应变分布,分析了修复补强效果的影响因素。结果表明:缺陷减薄厚度对管道的应力、应变状态影响较大,碳纤维复合材料修复技术能在减小管道缺陷处应力、应变的同时优化其应力、应变分布,可以通过增加碳纤维修复层数来提升修复效果,相关研究对于管道的修复补强有一定指导意义。

含裂纹油气管道CFRP修复数值研究

裂纹缺陷引发的管道强度下降是埋地油气管道的主要事故原因之一,而高强度、高模量、耐腐蚀的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)可以很好地缠绕修复缺陷管段。针对有/无CFRP修复20钢含矩形裂纹缺陷管道,采用ANSYS有限元软件模拟内压载荷作用下含裂纹管道修复前后的响应过程,分析了裂纹角度、裂纹长度、裂纹深度、修复长度及修复厚度等参数对含裂纹管道强度的影响规律。研究表明,含裂纹管道的最大Mises等效应力随着裂纹与管道轴向夹角的减小、裂纹长度和深度的增大而增大,内压的增大加剧了缺陷参数对管道强度的影响程度。在工程中要严格控制裂纹在深度和长度方向的扩展,在内部减压后再维修含裂纹管道。CFRP修复厚度是修复后含裂纹管道强度的主要影响因素,随着修复厚度一定程度的增大,含裂纹管道最大Mises等效应力呈线性下降。

超期服役天然气管断裂失效分析

为研究某天然气管断裂失效行为,采用宏观分析、显微组织观察、化学成分分析及室温拉伸等方法,结合有限元分析方法,综合分析失效管组织性能变化及运行工况下的管道应力状态。结果表明天然气管失效的根本原因为C、Mn、Si元素偏析、O杂质元素等缺陷导致微裂纹萌生,管道弯管附近应力集中促进了裂纹扩展进而导致管道爆裂发生。

基于微试样的长时服役电厂高温管道力学性能研究

采用小冲孔试验方法、显微硬度试验方法、金相组织分析方法对高温、高压工况下(服役温度为260℃±20℃、工作压力为27 MPa)服役11.5万h后的损伤15CrMo耐热钢管道进行材料研究。小冲孔试验结果表明,与无损伤15CrMo耐热钢管道相比,损伤15CrMo耐热钢管道的小冲孔最大载荷和最大位移下降率分别为5.6%和5.89%。显微硬度分析结果表明,损伤15CrMo耐热钢管道内表面1 mm范围内存在8%的显微硬度升高,这与其内表面经历了长时的高温氧化损伤有关。金相组织分析结果表明,损伤15CrMo耐热钢管道内壁处由于高温氧化腐蚀,存在一定的晶粒脱落,易出现微裂纹,造成管道开裂。综合评价结果为,高温下长时服役对15CrMo耐热钢管道力学性能的损伤程度有限,材料能够保持良好的强度与塑性性能,未发生显著的力学性能退化与脆化,但管道内壁处的高温氧化损伤需引起关注,研究结果可为电厂高温管道的结构完整性评价提供参考。

关于压力管道及压力管道元件监管方式的总结与思考

根据现行法规对压力管道、压力管道元件的监管方式进行总结,重点分析了对工厂化预制管段、流量计(壳体)、撬装式承压设备系统和进口压力管道元件的监管。

旋流式套筒阀结构改进及流场空化研究

以DN 2000大口径套筒阀为研究对象,将阀内直流式套筒设计为旋流式套筒。采用Fluent数值模拟方法分析套筒阀不同开度下的压力、流线等,研究直流式和旋流式套筒对流场特性的影响,并对比阀内空化现象。结果表明:给定压差条件为0.8 MPa时,流体通过直流式套筒阀后,在出口段管壁处产生空化现象;流体通过旋流式套筒阀后呈螺旋状流动,在管道中心形成空化现象,且旋流式套筒阀内产生的气相与空化强度均小于直流式套筒阀。因此,旋流式套筒阀比直流式套筒阀具有一定的抗空化性能,能够防止空化对阀内零件和管道壁面的破坏。

苯酚管道数字射线在线检测试验研究

针对化工装置的苯酚管道在线检测的需求,通过制作含埋藏缺陷的不同管径的试样,选择合适的透照工艺参数,在有无介质的两种工况下,分别开展数字射线检测试验,研究缺陷的检出情况。通过对比研究检测结果发现后,管径DN 250 mm及以下含介质管道,气孔、未焊透等体积型可以有效检出,裂纹等面积型缺陷一定条件下可以检出,说明苯酚管道数字射线在线检测具有可行性。

基于压痕法对高温合金GH3536单轴拉伸性能的评估研究

镍基高温合金GH3536因其优异的抗氧化和耐腐蚀性能及良好的蠕变强度,被广泛应用于高温气冷堆、石油化工设备、各类能源转换装置等能源化工行业的高温核心设备。以锻造态和增材制造GH3536为研究对象,探究了将王-张拟合系数模型用于球压头压入试验,从而实现GH3536单轴拉伸性能反演的可行性。研究结果表明,2种不同制造工艺GH3536的屈服强度与常规拉伸测试结果具有较好的一致性,而抗拉强度的预测则存在一定误差,但误差范围与结果稳定性同样能够基本满足工程应用需求。该研究为高温受监部件材质劣化的在线评定提供了重要技术手段,有助于保障相关能源化工行业高温核心设备的服役安全。

桁架过流式三偏心蝶阀固液两相流冲蚀数值模拟

利用计算流体力学欧拉-拉格朗日法,对桁架过流式三偏心蝶阀进行了固液两相流冲蚀数值模拟研究。结果显示,阀门附近流通截面积缩小使得其附近流场压降变化剧烈,进而导致液相介质与其携带的固相颗粒速度增大,对阀座迎水面壁面造成严重冲蚀。随着阀门开度增大,阀门前后压力降低,液相介质和固相颗粒速度减小,阀座迎水壁面上冲蚀速率降低的同时冲蚀面积增大。阀门上冲蚀速率随着液相入口流速或固相颗粒质量流量的增大而增大,相同固相颗粒质量流量下,冲蚀频率和颗粒质量是决定冲蚀速率的主要因素。

化工工程与工艺管道的质量控制探究

近几年,我国化学工业的发展步伐逐渐加快,对化学产品的各个环节都要严格按照规范的要求进行。化学工艺管线的安装是十分重要的,既要确保其施工的规范,又要确保其施工质量达到标准。通过与其他行业的比较,可以看出,该行业的特点是:消除各种质量和安全隐患,必须制订出一套完整的质量管理计划,以提升企业经济效益,保全工人的生命健康。文章从化学工艺管线的安装质量入手,着重论述了如何加强化学工艺管线的安装质量管理,以减少安全、质量事故的发生。

回归分析在管道热膨胀计算中的应用

电厂热力管道的热膨胀是布置管道时的重要考虑因素。利用回归分析对管道热膨胀计算过程中的数据进行分析,结果表明,计算过程中外伸臂长和热膨胀量的关系符合一元线性模型,为后续同类设备的分析和计算提供理论指导方法。

压力容器的一种带压焊补堵漏技术

以煤化工生产压力容器泄漏为例,从堵漏装置的结构特点出发,阐述了堵漏装置结构特性,并对各部分的作用进行了介绍。结合生产实际对压力容器泄漏,在不能泄压的情况下进行攻关,消除压力容器漏点,确保了设备的长周期稳定运行。结果表明:该带压焊补堵漏技术取得了很好的经济效益和环保效益。

炼油厂高温法兰与管线散热损失分析

炼油厂中的高温法兰和管线是重要的设备组成部分,以炼油厂蜡油加氢裂化装置为例,分别对反应器高温法兰与高温管线的散热损失进行计算和分析。分析结果表明,计算法兰散热损失时应综合考虑风速以及法兰表面温度与环境温度差的影响,有无保温层时管线散热损失相差较大。提出对高温法兰防雨罩进行改进、定期维护高温管线保温层等方法,以有效降低高温法兰与管线的散热损失。

CR与DR检测技术在压力管道中的应用对比分析

在我国科学技术快速发展的过程中,计算机射线照相和数字射线成像已广泛应用于工业领域,尤其是在压力管道的无损检测中表现出显著的优势。CR技术利用成像板(简称IP板)代替胶片作为记录介质,通过激光扫描转换成数字信号;而DR技术则通过直接或间接转换的方式,利用平板探测器快速获取图像。该文从2种检测技术的成像原理、实际应用和成像质量等方面进行详细对比,结果表明CR检测技术虽然与胶片照相法的方式几乎一致,但是这种检测技术具有较高的检测效率,并且环境适用性较强,可以满足压力管道中的日常检测需要。而DR技术因其更高的成像效率和更佳的图像分辨率,更适用于高吞吐量和高精度要求的场合。

蛭石增强垫片加速寿命试验的最高温度应力水平确定研究

研究高可靠性垫片的寿命通常采用加速寿命试验,而加速寿命试验要求失效机理一致,因此合理地选择垫片最高应力水平尤为重要。以蛭石增强垫片为研究对象,进行温度加速退化试验,建立了垫片的幂律退化模型,基于Arrehenius方程和激活能原理得到了失效机理转变的温度区间;在给定失效阈值前提下,对伪寿命数据服从Weibull分布进行假设检验,确定了垫片最高温度应力水平为1123 K。对退化过的垫片进行压缩回弹试验,结果表明,当退化温度高于1123 K时,垫片的压缩回弹性能明显下降,进一步说明最高温度应力水平为1123 K的合理性。

管廊项目蒸汽管道水锤问题分析及改进措施

某大型炼化一体化管廊设计项目,在总体2#管廊上布置了一根口径为40吋的低压蒸汽总管,该低压蒸汽管道设置多个分支,为分布在2#管廊附近的装置区及公用工程站提供低压蒸汽。在低压蒸汽管道通入蒸汽,在试车几天后,现场反馈管道管道有局部鼓包、水锤现象、管托发生较大偏移等现象。设计院对管道进行应力分析、管道的重要管架位置、膨胀弯位置以及疏水阀组位置及数量核实符合要求后。最后分析出发生问题的原因,增加一套临时的切断阀等措施,对管线进行局部改造,消除水锤现象的再次发生。

基于改进人工免疫算法的天然气泄漏空间关联监测方法

为了实现对天然气泄漏的全面、快速检测,提出基于改进人工免疫算法的天然气泄漏空间关联监测方法。设计天然气泄漏空间关联监测网络,利用各传感器节点采集天然气管道上下游压力、流量、声波等数据。为不同位置传感网络节点分配不同强度等级,以高级网络节点为标准节点,结合各节点位置权值判定相邻节点。各相邻节点间,基于空间相关性,通过滑动窗口的相似度感知异常天然气数据,并通过改进人工免疫算法聚类分析天然气数据空间感知结果,实现天然气泄漏空间关联监测。实验结果说明,所提方法可以有效监测出天然气管道泄漏情况,并即刻断定泄漏地点,监测相对偏差平均值仅为0.12,应用所提方法可提升天然气管道的安全指数,降低管道被损毁程度。

化工管道低温法兰密封技术研究进展

利用更加低温的氮氦气可以将LNG船上产生的BOG再次冷却成LNG,低温流动气体的密封一直以来是较大的问题。依托于再液化项目,本文主要分析了影响管道中法兰密封效果的因素,对低温情况下法兰垫片的选用、密封办法的改进进行调试与探讨,发现在增加低温补偿碟簧的基础上,优化螺栓预紧力后,低温法兰泄漏率大大降低,旨在为船舶上低温流体密封提供一定的指导作用。