基于TRIZ理论的专创融合教学探索与实践

专创融合课程建设是高校创新创业教育深化改革的方向,也是高校培养创新人才的重要途径,旨在解决当前面临的创新创业教育与专业教育结合不紧、创新课程与专业课程脱钩的棘手难题。油气储运工程是石油化工领域的特色交叉专业,基于TRIZ理论探索油气储运工程专业课程的融合创新,对深化专创融合、提升教学质量具有重要的指导意义。

油气田非金属管道失效预测及防控技术研究进展

油气田金属管道腐蚀穿孔风险日趋严重,管道泄漏事故时有发生,玻璃钢管、钢骨架增强聚乙烯复合管、柔性复合管等非金属管道以其良好的耐蚀性和适用性在油气田开发生产系统中逐渐受到青睐。然而,由于管道在长期服役过程中遭受内外压载荷、介质腐蚀等老化作用,随之而来的诸如基体开裂、管体脆断、纤维/基体界面脱黏、层间分离等各种失效问题亟待解决。基于此现状,文章综述了油气田常用非金属管道特点、应用、失效原因,以及非金属管道探测定位、无损检测技术、风险评估和寿命预测方法,针对非金属管道损伤失效的预防在管道制造、施工、运行、应用、维修及关键技术等方面提出了相关建议,并对非金属管道失效预防技术攻关方面进行展望,为非金属油气管道失效预测方法及其防控技术的相关研究提供有效支撑。

储罐底板钢点蚀过程中声发射信号的聚类分析

联合采用声发射和电化学技术研究储罐底板钢试样在w(NaCl)=3.0%,pH=2.0的酸性溶液中的点蚀特征,基于K-均值聚类算法对点蚀声发射信号特征参数进行聚类分析,从而提取各类信号的自身特征。将分类后的信号作为样本训练BP人工神经网络,成功对平行试验采集的声发射信号进行识别。研究结果表明,底板钢在酸性条件下的点蚀过程主要产生氢气泡、膜破裂和蚀坑生长这3类典型的声发射信号,通过聚类方法可以区分这3类信号,并能用神经网络对声发射源进行有效识别。这对现场常压金属储罐底板腐蚀声发射检测结果的解释和评价具有指导意义,有助于提高检测结果可靠性,降低储罐运行风险,保证其运行安全。

含缺陷油气管道在土壤环境下应力腐蚀数值模拟

基于有限元数值模拟的方法,分析研究高强度管线钢在应力作用下,不同土壤离子(Cl^(-)、HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-))浓度和不同温度时的电化学腐蚀特征。结果表明:随着离子浓度和温度的增加,缺陷处的腐蚀电流密度均呈现增加的趋势;在塑性应变阶段,由于缺陷中心应力集中,机械-电化学效应显著,缺陷中心位置相较于两端腐蚀更加严重,中心位置的腐蚀电流密度显著增加。

机械-电化学耦合作用下管道缺陷对应力腐蚀的影响

基于有限元数值模拟方法,研究高强度管线钢在不同应力应变和不同缺陷尺寸下的应力腐蚀行为。结果表明,相较于弹性变形阶段,塑性变形阶段的机械-电化学耦合效应更加显著,缺陷深度相较于缺陷长度对应力腐蚀速率的影响更大。

声发射检测技术在油气储运系统中的应用

综述了油气储运系统中的常压储罐、压力管道、CNG球罐、LPG卧罐、LNG低温储罐和相关附属设备的声发射检测方法和检测结果评价,并介绍了声发射技术在油气储运系统的发展趋势,该技术对于保证油气储运系统的安全具有重要意义。

基于COMSOL的管线钢腐蚀声发射波场传播规律研究

腐蚀声发射信号在传播过程发生折射反射以及信号多模态的变化,信号的识别和提取相当困难。应用COMSOL研究X90钢的腐蚀声发射信号的波场规律,其中激励源信号是汉宁窗调制的正弦信号,其中周期为5,中心频率为150kHz。研究表明,随着传播距离的增加,信号变得更加复杂,尤其是信号经过焊缝后能量降低及模态变化,且在边界上会出现反射、折射和回波现象。采集各个观测点的信号并进行时频分析、滤波处理和盲目反卷积复原,为实际的腐蚀声发射信号检测提供参考。

基于TRIZ的油气储运工程专业学生创新与实践能力培养

油气储运工程是典型的石油、化工和机械工程领域的特色交叉学科,以“流体”和“传热”为两翼,以“油气管道和储罐”为核心的“一体两翼”的知识结构布局,注定油气储运工程专业存在较大的创新潜能。而TRIZ是发明问题解决理论,是创新的世界级方法,为油气储运工程领域的创新有章可循提供了理论基础。TRIZ对学生自主创新能力的培养和提高具有重要的指导意义。

大型LNG储罐翻滚的数值模拟与影响因素分析

大型LNG储罐在储存与充装LNG过程中,储罐内LNG因密度差异可能会产生分层和翻滚现象,导致罐内液体短时间内大量蒸发,压力增加,顶部的安全阀释放大量沸腾气体,从而在储罐周围形成爆炸性的LNG蒸气云,遇到点火源引发爆炸,严重威胁LNG储罐及接收站的运行安全。基于FLUENT计算流体软件建立二维数学物理模型,对LNG储罐分层与翻滚的传质传热过程进行模拟,通过研究初始密度差、初始临界密度差和翻滚系数找出LNG储罐分层与翻滚的主要因素。结果表明:LNG初始密度差的存在是导致翻滚发生的主要原因,初始密度差越大,越容易发生翻滚;应选用组分和性质相同或相近的LNG,采用合理的方式进行充装,增强储罐的保温措施以减小漏热;初始临界密度差和翻滚系数可作为储罐翻滚的有效判据。研究成果对于防止储罐翻滚,提前预警并采取有效措施具有一定指导意义。

油气田CO_2/H_2S共存腐蚀与缓蚀技术研究进展

CO2/H2S是油气田采集、运输、处理过程中主要的腐蚀介质,由其引起的管道设备的腐蚀问题变得越来越严重,腐蚀和防腐已经成为研究热点。分别对近年来国内外开展的有关CO2和H2S共存腐蚀及缓蚀技术的研究进行综述。CO2/H2S共存腐蚀研究主要依靠试验手段,但目前的研究结果有很大的离散性,根据不同的试验条件会产生不同的研究结果。分压比是国内外大多数学者研究CO2/H2S腐蚀规律的切入点,但关于两者主导腐蚀的分压比界限划分现有研究存有争议。缓蚀技术研究讨论了缓蚀剂作用机理,评述了抑制CO2/H2S共存腐蚀常用的酰胺类、咪唑啉衍生物类、季铵盐类和Schiff碱类缓性剂在国内外的研究与应用现状,展望了这一领域的研究前景及发展方向。

含油集输管道CO_2腐蚀速率预测的研究进展

在一定条件下,腐蚀介质中含油对集输管道CO2腐蚀行为有一定的缓蚀作用,是否考虑油品的润湿性和腐蚀产物膜,已成为各个不同CO2腐蚀预测模型的最大的差别。介绍了已有的CO2腐蚀速率预测模型及其考虑的因素;在此基础上,从经验模型、半经验模型、机理模型及神经网络模型四个方面系统地总结了近年来考虑含油影响的CO2腐蚀速率预测研究的进展,并提出了现存的一些问题和今后的研究方向。

X70管线焊条电弧焊+半自动焊工艺的优化

为达到X70钢管线焊接施工中对焊接接头强度和冲击韧性要求,通常需要焊前预热和层间保温,这个过程大大延长了焊接施工时间,降低了焊接施工功效,并大幅度地增加了管线的施工成本。针对目前大部分石油天然气管线建设中采用的焊条电弧焊+半自动焊工艺方法进行了一系列试验研究,并对焊接接头力学性能进行了对比分析,最终得到了不需预热即可达到焊接接头力学性能要求的最优焊接工艺。

保温原油储罐外壁腐蚀成因及防腐蚀措施

通过对舟山某油库若干储罐的现场检修,对罐壁腐蚀现状、原因作了全面分析。并结合电化学腐蚀理论,对保温罐罐壁的腐蚀机理作了深入剖析。结果表明,舟山的海洋大气环境对保温罐罐外壁腐蚀作用明显,一般保温罐外壁6~8圈壁板腐蚀最为严重。罐壁总体呈现迎风区域腐蚀较为严重,背风区腐蚀程度轻微的特点。保温支持圈、保护板和保温材料的布置和选用对罐外壁的腐蚀有重要影响。

声发射技术在金属腐蚀研究中的应用及展望

一般采用电化学试验,包括:极化曲线、电化学阻抗谱、阳极钝化曲线等来分析金属腐蚀特性;而声发射采用"被动听声"的方式,通过分析活性腐蚀过程中产生的声发射信号,揭示金属腐蚀源机制和动态腐蚀行为,进而估算腐蚀速率并进行腐蚀源定位。总结了声发射在不锈钢、铝及铝合金和碳钢腐蚀研究中的应用和展望,以促进声发射技术在工程实际中的应用。

油气管道及站场光纤监测技术研究进展

文中从泄漏监测、安全预警、周界安防方面,介绍了光纤监测技术在油气管道及站场的相关应用与研究进展,管道光纤泄漏监测技术主要通过监测振动、温度或应变,判断管道泄漏,多参量交互监测有待发展,管道光纤安全预警要兼顾空间分辨率与监测距离,提升多点监测能力,站场光纤周界安防、振动光纤的布设及系统自学习算法需进一步研究。基于光纤监测技术,连接相关板块,推动智慧管网的构建。

常压储罐罐底腐蚀声发射检测去噪方法分析

从声发射检测过程实施、检测仪器设置和信号处理3个方面来分析声发射检测去噪技术,旨在提高罐底声发射在线检测的可靠性和准确性,为工程实际检测提供一定的指导和借鉴意义。

丙烷制冷在大牛地气田脱水脱烃站中的应用

主要阐述了丙烷制冷系统的工艺原理、工艺流程和丙烷制冷系统内各橇块中主要设备及其作用,并介绍了丙烷制冷系统在大牛地气田脱水脱烃中的配管安装设计,对同类型气田脱水脱烃工艺具有很好的借鉴意义。

HYSYS对边缘井橇装化轻烃回收工艺模拟

在我国油气田生产中,受管道和压力等工艺技术条件的限制,许多边缘井的天然气均放空和焚烧。采用分子筛脱水、丙烷加膨胀机联合制冷的橇装化轻烃回收工艺装置,可解决边缘井天然气不能实现集输而导致放空或焚烧的浪费问题。采用丙烷加膨胀机联合制冷的中深冷回收工艺,为使丙烷回收率达到80%,选择丙烷制冷剂的制冷温度为-44℃,膨胀机入口压力为1.5 MPa。采用橇装化工艺装置,可移动性强,工程投资风险低,经济效益显著。

基于盲目反卷积算法的X90管线钢腐蚀声发射信号分析

油气管道腐蚀具有随机性,且腐蚀声发射源信号在传播过程中还会发生一定的衰减和畸变,致使管道腐蚀声发射信号的特征提取与准确识别相当困难。本文通过构建X90钢腐蚀声发射监测实验系统,采集腐蚀声发射原位信号和衰减信号进行对比分析。并通过时频分析,小波分解与重构以及盲目反卷积复原对信号进行进一步的分析。结果表明,盲目反卷积算法对于小波变换处理后的腐蚀声发射的复原十分有效,信号频率主要集中在130~170kHz,部分高频频率峰值在200kHz和250kHz,衰减的高频信号得到较好的恢复,从而使检测信号更加逼近X90钢腐蚀源信号的特征。信号复原对现场油气管道腐蚀声发射检测与评价具有重要的指导意义。

埋地输气管道阴极保护系统故障分析及防治措施

强制电流阴极保护是输气管道采用的重要防腐措施之一,而阴极保护系统一旦出现故障,将影响管道整体的阴极保护效果。以实华天然气管道为例,通过对阴极保护系统设备、阴极保护有效性和阳极地床接地电阻进行分析和排除故障,并及时采取相应的有效措施进行修复,对确保埋地输气管道的正常运行具有重要的现实意义。