管道环焊缝拉伸应变容量模型分析及改进

为了确保石油天然气管线在复杂服役环境下的本质安全,探讨了目前国内外广泛应用的3种管道环焊缝拉伸应变容量模型(CSA Z662、PRCI-CRES、EXXON MOBIL),并对其参数选取范围性进行了汇总和对比分析。通过分析模型预测值和96组全尺寸管道及宽板拉伸试验数据的差异,对各拉伸应变容量模型在不同钢级下的预测精度进行了验证,并使用90%置信上限倒数法计算了模型安全系数。结果表明:由于CSA Z662模型断裂韧性取值上限过小,导致其对于中、高钢级管线的预测值过于保守;EXXON MOBIL和PRCI-CRES模型更为完善,二者预测结果相似,并与试验结果较为相符。针对EXXON MOBIL和PRCI-CRES模型计算所得的安全系数可以明显改善模型预测结果,可将非保守预测值最大误差控制在约30%范围内,从而有效满足较为保守的设计要求。研究结果可为管线基于应变设计提供理论指导。

斜坡非均匀弧形滑动下管道力学行为研究

目前尚未建立准确描绘斜坡三维非均匀圆弧滑动下探究管道力学行为的模型。为此,基于强度折减理论,利用2D平面应变有限元模型确定斜坡失稳滑动面,基于2D平面应变有限元模型的斜坡滑动轨迹,纳入非均匀三角函数型表征的滑坡位移函数,建立含有滑坡真实滑动面的3D有限元模型。基于中缅油气管道的工程案例及参数取值范围,充分分析8种无量纲因素对管道轴向拉伸应变行为的影响。研究结果表明:减小埋深、增大壁厚、根据径厚比设计管道穿越斜坡位置、合理把关回填土力学性能等措施,能极大地降低管道在轴向失效的可能性;通过控制管道壁厚能有效减小土壤内摩擦角和运行内压带来的影响。研究结论可为穿越斜坡段敷设的管道设计工作提供理论指导。

油气管道穿越地震断裂带应变监测方法探讨研究

地震产生的地表断裂对油气管道的安全运营构成严重威胁,是管道产生事故的重要因素,可造成管道拉断、屈曲变形和断裂。鉴于地震断裂带可能对管道产生严重影响,国内外对穿越地震断裂带的油气管道已开展动态监测和预警,实施管道安全监测预警可以进行震后速报,为管道安全运行状态评估、危险管段应急抢险提供依据。但是对于穿越活动断裂带管道应变监测的方法研究较少,且缺乏指导性的规范标准,导致监测措施没有针对性,监测方案各异,因此从工程应用角度出发,亟需推荐适用于穿越活动断裂带管道的应变监测方法。以国内正在建设的某天然气管道工程为研究对象,通过分析管道应变监测技术应用现状,结合沿线穿越断裂带的特点和管道应变监测应选用大应变、大量程应变传感器需求,开展监测方法比选研究。基于通过活动断层管道的复杂性,综合考虑各种应变传感器的优势与不足,提出了采用分布式同轴电缆电栅应变传感器对通过活动断层管段进行分布式全覆盖监测方法以指导工程施工,为后期类似的油气管道穿越地震断裂带应变监测提供借鉴。

国内天然气管道强度设计系数的评估研究

采用管道单一强度设计系数方法无法科学地反映管材性能、管道施工和管道运行维护水平。为了克服上述方法的不足并评估和改进现行《输气管道工程设计规范》(GB 50251—2015)中规定的天然气管道强度设计系数,采用基于可靠性的天然气管道设计方法,针对国内近4×10~4 km已建天然气管道,根据管道压力、管径、管材钢级等划分了258种计算工况;在满足天然气管道目标可靠度的前提下,应用国内的管材、焊接情况、腐蚀情况和运行维护情况等统计数据,经过大量迭代计算得到了天然气管道的临界壁厚,并反推得到了不同工况下的天然气管道等效设计系数。研究结果表明:①从一级地区到四级地区,由可靠性方法反推得到的天然气管道强度设计系数均随管道管径的增大而逐渐增大;②小管径工况的天然气管道强度设计系数一般小于国家标准规定值;③大管径工况的天然气管道强度设计系数则大于国家标准规定值。进而分别对不同地区等级的小管径管道(管径不大于508 mm)、中等管径管道(管径介于508~711 mm)和大管径管道(管径介于711~1 219 mm)的强度设计系数进行了细化和调整,增强了其合理性。

长输油气管道的焊接技术

介绍了国内外输油气管道的三种主要焊接方法 ,重点分析了国内近几年新建管道不同焊接方法的使用情况 。

我国超临界二氧化碳管道高后果区泄漏扩散研究进展

超临界二氧化碳的物理化学性质与常规天然气不同,其泄漏危害主要为窒息和中毒等。目前我国仅有的涉及超临界二氧化碳管道高后果区的识别标准也是基于油气管道,对超临界二氧化碳本身对周围人员和环境的危害考虑不足。超临界二氧化碳管道泄漏和扩散的试验和模型研究是解决其高后果区识别的重要理论基础。我国目前对于超临界二氧化碳泄漏的研究大都停留在管道小孔径的喷射模拟和试验阶段,虽有一定的结论及经验模型,但对于适用于高后果区研究的全管径断裂模型还没有相关的研究结论。基于此,对国内目前超临界二氧化碳关于高后果区泄漏和扩散试验和模型的相关研究成果进行梳理,并提出三种可适用于高后果区研究的全管径断裂的泄漏速率计算模型。为后续对超临界二氧化碳管道高后果区的识别和评价提供一定的技术储备。

偏中心摄影验光法在学龄前儿童屈光状态普查中的应用

弱视是儿童的一种常见疾病，其发病率大约是儿童人口的２％～５％［１］。弱视是儿童和成人单眼视力损害的首位原因［２］。引起弱视的原因有：先天性弱视、形觉剥夺性弱视、屈光不正性弱视、屈光参差性弱视及斜视性弱视等［３］。屈光参差是弱视的首位致病原因，它比同等...

采用失效评估图确定新建油气管道环焊缝断裂韧性的方法

油气管道现场环焊缝的断裂韧性是保障管道环焊缝安全的重要因素。我国以往根据工程实际做法主要参考管体焊缝韧性指标确定,缺少系统的推导计算。为合理确定该指标,本文采用断裂力学的计算方法,按照BS 7910,API 579标准中规定含缺陷金属结构失效评价原理,针对西三线中靖联络线工程设计采用的设计参数(管径、压力、钢级、壁厚)和执行的无损检测标准,分析了管道所承受的最大轴向应力和环焊缝极限容限缺陷尺寸,基于失效评估图(FAD)中的失效评估曲线,计算推导了管道环焊缝的断裂韧性指标CVN值。在计算基础上,结合对国内外标准的对比分析,确定了工程采用的环焊缝断裂韧性CVN值,对今后类似工程环焊缝冲击吸收功的确定具有重要指导作用和借鉴意义。

高钢级天然气管道不等壁厚焊接坡口设计

天然气输送管道建设中,不等壁厚钢管焊接较为常见,尤其在复杂山区尤为突出。国内外研究发现,变壁厚钢管连接处存在应力集中、根焊焊趾易存在缺陷且容易漏检等不利因素,是造成环焊缝失效的一个重要因素。为改善不等壁厚的焊接质量和应力集中,在对国外研究现状和工程案例详细分析研究基础上,明确了不等壁厚孔锥形坡口的设计原则,以及结合现场采用的焊接工艺、无损检测方法和预期应力集中系数等,给出了锥孔长度的计算方法和推荐长度,对工程设计应用具有较好的指导作用。

长输油气管道的自保护药芯焊丝半自动焊

简述了药芯焊丝的特点,并重点介绍了自保护药芯焊丝半自动焊接工艺及其在长输管道工程上的实际应用情况,并对这种焊接方法的特点进行了简要总结。

全自动焊技术在西气东输工程中的应用

针对西气东输的工程特点,浅析了工程中选用全自动焊接工艺的基础和原因。重点介绍了西气东输工程中全自动焊接技术的焊接工艺和工程应用情况,提出了一些在现场施工中需要控制的关键点和解决的措施,以便充分发挥全自动焊技术的优势,提高焊接效率。

基于可靠性的天然气管道设计和评价技术

高钢级、大口径、高压力和大输量已成为天然气管道未来的发展方向。为保证高钢级、大口径管道的可靠性水平,中国自2012年开始开展了系统的天然气管道基于可靠性和评价技术研究,形成了较为完善的天然气管道可靠性设计方法和配套工具。在总结国外已有研究成果和标准的基础上,阐述了天然气管道可靠性设计和评价方法的工作流程,以及形成的关键技术成果——管道目标可靠度确定方法,国内管道材料性能、现场环焊缝施工质量和管道参数库,不同失效模式下的管道极限状态方程,管道可靠度计算模型和方法;最后介绍了基于可靠性设计和评价方法在中俄东线天然气管道上的应用,该研究成果为中国首条1422 mm天然气管道的设计系数适用性论证提供了科学支撑,取得了良好应用效果。

长输管道的无损探伤及相关标准

针对长输管道现场环焊缝探伤采用的超声波和射线等方法,指出其检测原理和优缺点并进行了比选,有助于长输管道设计人员和施工人员对两种检测方法的认识和选用。对于国内目前采用的焊缝探伤及验收标准,分析了设计和施工中存在的问题,并提出了一些建议。

油气管道焊接材料设计用量计算

对油气管道手工下向焊、药芯焊丝半自动焊和实芯焊丝气体保护自动焊的焊接材料用量进行了计算 ,提出了不同焊接方法焊材用量计算的修正公式 ,并将计算结果与工程实际用量进行了对比 。

偏中心摄影验光定量的影响因素分析

目的 分析偏中心摄影验光定量的影响因素。方法 在验光室随机选择 5 0名 3～ 14岁的儿童 ,分别进行偏中心摄影验光和扩瞳验光。 6岁或小于 6岁的儿童用 1%阿托品扩瞳 ,大于 6岁的儿童用 0 .5 %托品酰胺或美多丽 - P扩瞳。根据所拍摄的照片测得新月影宽度和瞳孔直径 ,求得两者的比值 ,然后用 Stata统计软件计算屈光度数和两者的比值有无相关性 ,并分析这种相关性与年龄和性别等因素的关系。结果 新月影宽度与瞳孔直径的比值和屈光度数之间分别在 6岁以下和 6岁以上年龄组及在男、女性别组均存在相关性。相关公式分别为 Y =8.5 X;Y=9.4 X;Y=8.4 X;Y=9.7X- 0 .6。 (Y为屈光度数 ,X为新月影宽度和瞳孔直径的比值 )。结论 新月影宽度与瞳孔直径的比值和屈光度数之间存在相关性 ,这种相关性和年龄。

腐蚀管道剩余强度的确定及改造措施

介绍了管道剩余强度评价方法的发展概况,及管道剩余强度评价时所用主要参数的确定方法。以秦皇岛—北京输油管道(1975年6月建成投产)改造工程为例,检测分析了其中一段管道的腐蚀情况,通过实际计算,确定了该管段的剩余强度,并根据其剩余强度提出了具体的改造措施。对我国现有在役长输油气老化管道的改造有一定的帮助。

长输油气管道焊接方法及焊材选用

介绍了国内外长输油气管道的三种主要焊接方法 :手工焊、半自动焊和全自动焊 ,重点阐述和分析了国内近几年新建管线不同焊接方法的使用情况 。

长输油气管道的钢管设计选用

介绍了长输油气管道用钢管的选用程序和原则。在此基础上,根据管输介质、管径、设计压力、自然条件等因素,结合几种常用钢管的优缺点,确定管型;在进行钢级的选择时,应考虑钢管可焊性、焊接工艺、壁厚圆整和最小壁厚等问题。

羊膜在兔眼肌损伤修复中应用的实验研究

目的 初步探讨羊膜在兔眼肌损伤修复中的作用。方法 取 8只实验用家兔 (16例标本 ) ,将保存的羊膜移植到离断的眼肌上 ,分别观察实验后 1周和 3月离断眼肌的大体愈合情况和病理检查情况。结果 所有羊膜瓣均成活 ,未见溶解。实验后 1周 ,实验组和对照组均未见明显粘连。实验后 3月 ,对照组有 2例标本粘连 ,实验组未见粘连。病理检查 ,实验后 1周 ,炎性细胞浸润实验组和对照组未见明显差别 ,实验后 3月 ,实验组炎性细胞浸润明显少于对照组。结论 羊膜移植在眼肌损伤修复的早期未见明显的抗炎作用 ,在损伤修复的慢性期可以观察到羊膜有明显的抗炎作用 。

兰州—银川输气管道环境保护主要设计措施

针对西北地区地表植被少、生态脆弱的特点,分析了兰银输气管道沿线的主要环境敏感区和施工建设主要环境影响因素。在工程设计中,从管道线路优化、管道敷设和水工保护及水土保持方面采取了一系列环境保护措施。施工后的管道经受住了恶劣环境的考验。