热应力作用下LNG储罐外罐裂缝及失效时间分析

对于大型液化天然气储罐,内罐泄漏时,由于内外表面温差产生的巨大热应力对于外罐裂缝开展及储罐失效有非常重要的影响。为了获得外罐裂缝的开展规律以及储罐失效时间以便指导实际工程的设计与维护,利用传热学与弹塑性力学相关理论,提出了一种应力叠加方法,近似计算在内罐泄漏时外罐出现裂缝的内外温差,并且结合数值模拟结果进行对比分析,验证理论方法的准确性,确定裂缝开展规律,最终求得内罐从最不利泄漏点开始泄漏到外罐内侧混凝土开裂的储罐失效时间。结果表明:①内罐泄漏时,热应力巨大,不可忽略,热应力和其他荷载共同作用导致外罐产生大量裂缝,裂缝首先在外罐顶部内表面产生,并迅速向外表面开展,最终贯穿罐顶,导致储罐失效;②首次求得了储罐从内罐开始泄漏到外罐产生裂缝的最小时间,在此时间内采取有力措施及时处理,对控制事故发展、避免发生严重灾害具有重要意义。

氯离子侵蚀下异类钢筋的腐蚀行为

为了比较钢筋混凝土结构中光圆钢筋与带肋钢筋在腐蚀过程中的差异,以氯离子侵蚀为脱钝机制,根据相关腐蚀电化学原理,使用有限元软件COMSOL MULTIPHYSICS进行模拟;模型不但耦合了基于电化学、氯离子、温度和水分的多物理场,还对钢筋的去钝化行为和腐蚀速率进行了分析。结果表明:同种工况下、同种规格的两种钢筋中,带肋钢筋的去钝化时间更短,优先腐蚀且腐蚀速率比光圆钢筋更大;横肋最大宽度和间距的减小都将导致钢筋腐蚀速率的增加。

基于改进的Tixier模型的受硫酸盐侵蚀混凝土排污管道耐久性分析

为研究混凝土排污管道在硫酸盐侵蚀下的腐蚀破坏情况,基于化学反应原理考虑侵蚀前沿侵蚀产物对毛细孔隙率的填充影响,在现有数值模型基础上提出一种计算侵蚀过程中毛细孔隙率的时变函数,以获得不同侵蚀阶段混凝土内部毛细孔隙率的变化情况。通过数值算例,分析不同时刻排污管道管壁内的毛细孔隙率、离子浓度分布以及膨胀应力发展情况。数值结果表明:(1)孔隙率时变模型可很好的反应侵蚀过程中各阶段毛细孔隙率的变化情况;(2)对于同一侵蚀时间,管壁内侵蚀离子浓度分布在考虑填充作用对孔隙率的影响与不考虑其影响两种情况下有着明显差别,填充作用使得侵蚀前沿混凝土密实度提高、孔隙率减小,一定程度上阻止了硫酸根离子向混凝土内部的扩散;(3)管壁内膨胀应力的发展也由于填充作用的存在得到减缓。

猪圆环病毒3型衣壳蛋白的原核表达和鉴定

【目的】表达出猪圆环病毒3型(PCV3)衣壳蛋白(Cap),为PCV3免疫学检测方法建立基础。【方法】用PCR技术扩增PCV3-Cap基因片段,与pET-32a原核表达载体定向连接,构建重组原核表达质粒。经大肠杆菌表达后,通过SDS-PAGE来检测目的蛋白的大小与存在方式,并用小鼠抗PCV3-Cap抗体进行Western blot检测。【结果】用pET-32a原核表达系统成功表达出重组PCV3-Cap融合蛋白,其多以包涵体形式存在,纯化后的融合蛋白能与小鼠抗PCV3-Cap血清发生特异性结合,显示出良好的免疫反应性。【结论】原核表达出具有良好免疫反应性的PCV3-Cap。

高寒油气管道隧道保温技术研究

采用有限元软件对中亚天然气管道D线某油气管道隧道的保温防冻问题进行分析,模拟了强冷空气入侵时隧道在不同保温设施下的温度场分布,分析其规律并结合工程实际进行隧道保温设计。结果表明,隧道保温门和仰坡保温层可以减少低温区域的发展,电热系统可以通过供热有效解决冻害问题。

猪圆环病毒3型衣壳蛋白抗体间接酶联免疫吸附测定方法的建立与应用

【目的】建立一种检测猪圆环病毒3型抗体的血清学方法。【方法】以猪圆环病毒3型衣壳蛋白为包被抗原,通过筛选和优化反应条件建立一种检测猪圆环病毒3型衣壳蛋白抗体的间接酶联免疫吸附测定方法,并进行特异性试验与重复性试验以及初步临床应用。【结果】确定检测猪圆环病毒3型衣壳蛋白抗体的间接酶联免疫吸附测定方法的各项最佳反应条件;仅有猪圆环病毒3型阳性血清的检测结果为阳性,显示出良好的特异性;批内变异系数和批间变异系数都小于5%,显示出良好的可重复性。在来源于北京地区与河北地区的318份猪的血清中检出猪圆环病毒3型衣壳蛋白抗体阳性率为32.70%,表明这两个地区存在较多的猪圆环病毒3型感染。【结论】建立了一种具有良好特异性和可重复性的检测猪圆环病毒3型衣壳蛋白抗体的间接酶联免疫吸附测定方法,可用于猪圆环病毒3型抗体的检测。

钢筋位置和钢筋排布对钢筋混凝土梁锈胀规律的影响

钢筋混凝土结构在受到氯离子等侵蚀介质的作用后,往往会发生不同程度的钢筋锈蚀乃至保护层剥落,而这一系列腐蚀行为又受到包括荷载条件、混凝土自身性质、养护条件等众多因素的影响,并且尚未形成较为一致的理论体系。基于腐蚀电化学、断裂力学和扩展有限元相关理论,以COMSOL MULTIPHYSICS多物理场耦合软件和ABAQUS非线性力学分析软件为数值工具,综合考虑腐蚀过程中的温度传递、水分运输、氯离子运输和结合作用,着重研究了钢筋位置和钢筋排布影响下的锈胀规律。结果显示:角部钢筋不仅侵蚀效率高于中部钢筋,在去钝化水平、电化学反应及锈胀开裂上两者也存在较大差距;不同腐蚀阶段的开裂情况相差较大,在保证一定的受力性能前提下,钢筋排布方式对裂缝扩展和贯通情况造成的影响不可忽略,经过对比分析得知最危险钢筋排布方式为钢筋直径d与钢筋间距S之比d/S=0.32。

硫酸盐侵蚀下混凝土排污管道损伤研究

为研究混凝土排污管道在硫酸盐侵蚀下腐蚀破坏全过程,考虑管道内水位随时间的周期性变化规律,将污水管管壁分为水位循环区和水下区,建立循环函数以考虑水位循环区循环性边界条件。以COMSOL软件为基础开发数值模拟程序,通过算例分析对比不同侵蚀时刻水位循环区与水下区的硫酸根离子分布与应力发展情况。结果表明:对于混凝土排污管道,在侵蚀初期其水位循环区受硫酸盐侵蚀下硫酸根离子的扩散及膨胀应力的发展与水下区相差不多,但随着侵蚀时间的发展两者的侵蚀程度相差越来越大。

走滑断层作用下埋地天然气管道性能分析

依托中亚天然气管道D线穿越F8活动断裂带工程,采用有限元研究方法,研究冻土区埋地管线在走滑断层位移作用下的变形问题。结果表明,随着断层位移增加,管道的变形和弯曲程度增大,管道在断层两侧存在应力应变集中。管道径厚比和内压对管道变形应变存在一定影响。

反应堆压力容器承重支撑部位墙体受力分析及设计优化

反应堆压力容器承重支撑是核电厂结构设计的关键部位,以华能山东石岛湾高温堆示范工程反应堆压力容器承重支撑附近墙体为研究对象,根据局部承压理论机理,结合压力容器承重支撑区域墙体混凝土受力特点,采用混凝土多轴强度准则,对承重支撑的侧框架、下框架以及螺栓群作用区在复合应力状态下的局部混凝土进行受力分析。根据有限元弹性和弹塑性计算结果及构造分析,发现原设计方案存在的不足并提出优化建议。按优化后的设计方案对该处墙体的承载力以及施工可行性进行了重新分析论证,方案优化后的计算结果与试验结果符合较好。该区域墙体分析结果能满足现行国家规范标准的要求,其中大部分研究成果被示范工程所采纳。