声波法在输油管道上的可检测泄漏率分析

为了确保输油管道出现泄漏时能够及时检测到泄漏,对声波法在输油管道上的可检测泄漏率进行了分析。首先,建立了声波产生和传播衰减模型,根据模型分析了声波在管道内的衰减性,得到管道两端声波衰减幅值的计算方法;其次,采用基于互信息优化的自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,简称CEEMDAN)和互谱分析相结合的去噪算法对采集的信号进行去噪,并实验验证了衰减模型可准确估计声波的衰减幅值,去噪算法可以有效消除信号中的噪声;最后,分析了管道特性与声波法在输油管道上的可检测泄漏率之间的关系。研究表明,管道特性在一定程度上决定了声波法的可检测泄漏率,声波法在输油管道上的最小可检测泄漏率可达0.45%。

亚纳米孔石墨烯复合薄膜新型标准漏孔制备及其渗氦性能研究

标准漏孔是氦质谱检漏仪的校准装置,为了提高氦质谱仪检漏灵敏度,必须降低标准漏孔漏率下限。针对目前传统材料加工制作的标准漏孔难以通过改进加工工艺降低漏率下限的情况,利用CVD法制作了一种亚纳米孔石墨烯复合薄膜新型标准漏孔,研究了其渗氦性能和制备工艺稳定性。结果表明:单层石墨烯/PMMA复合薄膜单位面积漏率为4.17×10^(-12)~1.09×10^(-11) Pa·m^(3)/(cm^(2)·s·Pa),通过调节新型材料渗透面积,可制作漏率下限达10-12 Pa·m^(3)/s量级的标准漏孔。

清华大学实验动物中心小鼠自动饮水系统漏水情况统计分析

目的统计清华大学实验动物中心小鼠自动饮水系统漏水情况,评估自动饮水设备安全性,为动物设施自动饮水系统的选用和使用维护管理提供参考。方法本文以清华大学实验动物中心二期动物设施南、北两个屏障饲养区的小鼠自动饮水系统为研究对象,分别进行了为期3年、1年半的漏水情况监测记录。通过统计分析监测期内两个屏障饲养区漏水事件发生案例,将漏水原因分为人员误操作、动物行为、异物阻塞、配件变形4种,计算南、北区自动饮水系统因前述4种漏水原因造成的总日漏水率,以及因设备自身质量问题即异物阻塞和配件变形两种漏水原因造成的日漏水率,并进一步对漏水原因以及漏水给设施带来的影响进行分析讨论。同时,统计在监测期末,未使用自动饮水的一期设施和使用自动饮水系统的二期设施的动物饲养量和饲养人员数量,计算两种饲养模式下人均负责笼位数的差异。结果监测期内两个区域共发生漏水52起,总日漏水率为0.00013%。其中,人员误操作导致的漏水有31起,约占漏水总发生量的60%,在加强培训、监督检查和有效提醒措施下,可降低人员误操作导致漏水的发生率;动物行为导致的漏水有2起;异物阻塞导致漏水0起;因设备质量原因导致的漏水有19起,日漏水率为0.00007%。根据清华大学实验动物中心的运行数据统计,使用自动饮水系统的二期设施人均负责笼位数为908笼,而未使用自动饮水系统的一期设施人均负责笼位数为570笼,在使用自动饮水的条件下人均负责笼位数增加约59%。结论清华大学实验动物中心自动饮水系统日漏水率远低于设备理论设计值0.003%,进一步证明了自动饮水系统的安全性和有效性。同时,自动饮水系统的使用可以大幅提升饲养工作效率,除购入自动饮水系统需投入采购成本外,饲养用工成本将随着工作效率的提升而不断下降,从而降低设施整体运行成本。在现代化动物设施建设背景下,自动饮水系统将会成为动物设施设计和运行的重要考量因素之一。

锅炉水冷壁壁面高温腐蚀及壁管横向裂纹泄漏试验研究

考虑到锅炉水冷壁壁面高温腐蚀会导致壁管产生裂纹而出现泄漏事故,为了得到影响锅炉水冷壁壁面高温腐蚀的因素,提出锅炉水冷壁壁面高温腐蚀及壁管横向裂纹泄漏试验研究。针对锅炉水冷壁高温腐蚀区存在的横向裂纹进行失效分析,通过宏观观察,材质分析和无损检测,研究分析锅炉水冷壁管横向裂纹的产生原因,再根据锅炉水冷壁壁面高温腐蚀实验原理,确定气氛条件,通过试样块的制备,设计了锅炉水冷壁壁面高温腐蚀实验方案,测试了气氛条件和温度对锅炉水冷壁壁面高温腐蚀的影响。结果表明,锅炉烟气的H_(2)S含量越多、温度越高,壁温波动导致的热疲劳应力和高温的共同作用下,锅炉水冷壁的壁面腐蚀越严重,从而使壁管产生横向裂纹而发生泄漏。

基于压裂液自发吸入模型的页岩气压裂液滤失定量预测

非常规油气资源开发常使用水力压裂技术提高单井产量,然而压裂现场数据表明,大量压裂液会滞留在地层中导致压裂液的返排率较低,将对储层和地下水环境造成一定影响。为进一步研究压裂液滤失机理并准确预测压裂液滤失量,首先建立了由毛细管力作用引起的压裂液自发吸入模型,然后对压裂液滤失量进行定量计算,并在现场进行了验证。最后,引入无量纲吸入率参数分析了控制压裂液滤失的关键因素。研究结果表明:(1)页岩气水平井压裂施工中大约50%~95%的压裂液通过基质吸入,压裂液吸入量仅与吸入率参数、裂缝面积和吸收时间有关;(2)当润湿相黏度与非润湿相黏度之比超过阈值时,吸入率参数主要由岩石的孔径分布参数决定,流体黏度的影响非常有限;(3)当孔径分布参数介于0.5~0.7时,吸入率参数达到相对较高的值,即更多的压裂液被吸收到地层中;(4)当润湿相黏度与非润湿相黏度之比大于10,孔径分布参数小于0.8时,优化后的自吸模型具有较大的适用性;(5)由毛细管力机理引起的压裂液滤失量与实际储层观察到的滤失量相近,可认为页岩储层有足够的存储滤失液的能力,不会影响地下水层中的饮用水。结论认为,建立的压裂液自发吸入模型,能够准确预测页岩气水平井压裂液滤失量,为非常规油气的生产及环境保护提供了技术支撑。

安全壳试验泄漏率超标原因分析及查漏策略

为提高安全壳试验泄漏点定位效率,对可能导致安全壳泄漏率超标的原因进行研究,重点分析安全壳边界各类设备的泄漏特点,同时结合历史数据库统计信息,划分不同类型故障发生概率的级别。建议在安全壳试验上行阶段依次设置3个查漏窗口,根据查漏优先级与被检对象类型设置多个小组并进行查漏,节省安全壳试验期间泄漏点定位时间。

试漏标准件泄漏率检测方法分析

为准确判断发动机零部件生产线上试漏设备的工作状态,结合直线式、直线分段式、直线分段平移式、根式函数分段式4种泄漏率检测方法确定合格标准件、不合格标准件的泄漏率。结果表明:采用直线式检测方法,允许泄漏率变化较小时,标准件泄漏率偏差过小,导致标准件判断结果不准确;采用直线分段式检测方法,泄漏率偏差区间设置混乱且合理性较差;采用直线分段平移式检测方法,不满足允许泄露率变化较大时,标准件泄漏率偏差变化应较小的要求;根式函数分段式检测方法符合标准件泄漏率偏差要求,当允许泄漏率不大于7 cm^(3)/min时,标准泄漏率偏差与允许泄漏率之间为相关因数为0.3的线性关系;当允许泄漏率大于7 cm^(3)/min时,标准泄漏率偏差与允许泄漏率之间为相关因数为0.8的根式函数关系。

核电贯穿件气密检漏仪现场校准方式探讨

文章介绍了基于流量补充法的核电安全壳贯穿件泄漏率试验的试验原理和设备,结合工程现场经验,分析了目前国内安全壳贯穿件泄漏率试验的现场实施情况,提出了对试验设备气密检漏仪的现场校准。依据试验原理提出了现场校准方式并分析了核电现场试验环境,以供参考。

基于数字孪生技术的智慧供水平台建设探讨

供水管网是城市重要基础设施,承担着为城市日常生活、生产、绿化、环卫、消防等各项工作开展提供清洁水源的重任。但是,我国长期存在的供水漏损率居高不下的问题,严重影响着城市供水工作的开展效果。重点探讨将当前正处于高速发展阶段的数字孪生城市的相关技术与供水业务管理的主要工作相结合,从而提出结构合理、功能实用的智慧供水平台的建设思路。

氙气与多种示漏气体漏率转换关系研究

电推进技术是我国航天卫星未来重要的推进系统技术,具有比常规化学推进比冲高、推力小、推进剂利用率高等优点,其中离子推进器主要使用氙气作为推进剂。常规的推进系统密封性测试采用氦气作为示漏气体,检漏结果与实际工质氙气的真实漏率存在换算关系,为了能够准确评估电推进系统的实际泄漏状态和漏率数值,亟需开展相关研究。本文通过搭建多种示漏气体测试系统,验证了氙气原位检漏技术的可行性,并由理论分析和实验研究初步获得氙气与氦气、氪气之间的漏率转换关系,以及转换系数理论上下限数值,为后续电推进的检漏工作提供参考依据。

基于流场特性分析的安全壳整体性密封性试验方法研究

安全壳整体泄漏率试验采用pVTt法间接测量安全壳气体质量,其准确性与测温点布置方案有明显关系。本文针对一个自由容积为63606 m3的安全壳建立计算流体力学(CFD)仿真模型,分析升压和稳压过程其内部流场和温度场分布特性,比较测温点布置方案对测量结果准确性的影响。研究结果表明,安全壳内流场与温度场强耦合,流动越弱的区域温度越高。受内部构筑物影响,稳压40 min后,流动较弱的隔间与自由空间的温差仍有2℃左右。通过温度分区特征细化测温点布置方案,空气总质量的测量精度提高了0.1%。本文还定量比较了针对某不良测点的几种容积合并方案,建议拟合并的代表容积应与原容积具有相似流动特性或较好连通性,以减少测量偏差。该研究结果可以为安全壳整体密封性试验优化提供有效指导。

不同阻塞比下甲烷泄爆峰值超压变化规律试验研究

为探究天然气泄爆过程内部压力变化规律,利用10 L有机玻璃管道试验装置进行了系列甲烷-空气预混气体爆炸试验,以此为基础分析了管道末端阻塞以及中部阻塞两种工况下甲烷-空气预混气体泄爆时管内峰值超压、峰值超压持续时间、Helmholtz振荡升压速率随泄爆面积的变化关系。试验结果表明:末端阻塞工况下前峰和后峰峰值超压均随着泄爆面积的减小而升高,而中部阻塞工况下位于爆炸腔体外传播管道内部后峰峰值超压随着泄爆面积的减小而不断降低;峰值超压持续时间方面,前峰超压持续时间与泄爆面积关系不大,后峰超压持续时间受泄爆面积影响明显;中部阻塞及末端阻塞两种工况下爆炸升压速率变化情况不具有一致性,中部阻塞时爆炸升压速率随阻塞率先增大后减小,60%阻塞率时出现极大值。末端阻塞时爆炸升压速率随阻塞率先减小后增大,60%阻塞率时出现极小值。

HPMC及硼砂对新型防漏高强注浆料性能及微观结构的影响

与传统注浆料相比,防漏高强注浆料具有防漏和高强两大特性,但其过快的凝结速度严重影响施工质量。为了解决凝结速度过快以及泌水问题,研究了羟丙基甲基纤维素(HPMC)和硼砂对防漏高强注浆料凝结温度、凝结时间、保水率、抗折强度和抗压强度的影响。结果表明:当HPMC掺量在0.20%~0.30%(以下掺量均为质量分数)时,硼砂掺量的增加会导致最高凝结温度上升以及恒温时间缩短;掺入HPMC不仅可以提高浆料的保水率,且对注浆料具有一定的缓凝效果,与硼砂同时使用时能增强注浆料的缓凝效果;随着硼砂掺量的增加,浆液结石体的抗折强度和抗压强度呈先增大后减小的变化趋势,HPMC可以减弱硼砂对浆液结石体强度的影响,但是,随着HPMC掺量的增加,浆液结石体强度逐渐降低。当硼砂掺量为0.07%、HPMC掺量为0.25%时,防漏高强注浆料能够在保证良好力学性能条件下获得更好的工作性能,此时,初凝时间达到1 h以上,3 d抗压强度达到36.58 MPa。增加HPMC掺量会导致钙矾石(AFt)晶体由柱状向针状转变,片状单硫型水化硫铝酸钙(AFm)逐渐减少,使结构松散,硼砂掺量为0.07%、HPMC掺量为0.25%时,AFt晶体呈柱状且分布均匀,相互之间具有较多的搭接点,结构更为致密。

多孔泡沫金属填充的通道型正压标准漏孔漏率的数值模拟

针对同类通道型正压标准漏孔在不同工况下漏率的机理问题,将多孔泡沫金属填充于通道型正压标准漏孔中并建立数学模型。采用数值模拟的方法分别分析了不同工况条件下对通道型正压标准漏孔漏率的影响,同时给出泡沫金属内部速度场分布。结果表明,在恒定的气源压力下,与Air、He以及D2相比,H2获得的漏率最大;漏孔的漏率随气源压力的增大而增大;对于恒定的孔径或孔隙率条件下,通道型正压标准漏孔的漏率随着孔径或孔隙率的增大而增大,随通道型正压标准漏孔长度的增加而降低;非线性变化孔隙率能够有效改善并控制漏率的大小。该项研究对正压标准漏孔的生产和发展、计量方面的检漏工作,以及控制漏率来优化和设计密封系统性能方面提供了有价值的参考意义。

24°球形管路接头低温密封性能研究

对24°球形密封管接头进行了计算分析,从理论与试验上分析24°球形管路接头的密封性能。首先利用界面渗透原理和A. Roth假设对界面微漏孔泄漏原因和理论模型进行了研究;其次利用双线性等向强化本构模型对球头密封面的弹塑性变形过程进行有限元分析;最后利用密封面微漏孔泄漏模型对常温和液氮环境下的球头密封特性进行了分析。研究结果表明:(1)24°球接头第一道密封面平均宽度0.296 mm,第二道密封面宽度0.389 mm;(2)24°球头密封面最大比压在573 MPa左右,第一道密封面平均比压381 MPa,第二道密封面平均比压290 MPa;(3)24°球头密封接头液氮环境下的理论泄漏率为4.0×10^(-6)Pa·s,与平均试验泄漏率5.1×10^(-)6Pa·s相比,误差为22%。

核电厂设备闸门法兰密封结构对密封性能影响的研究

设备闸门贯穿核电厂反应堆安全壳,是安全壳承压边界的重要组成部分。为确保连接处的密封性能,设备闸门封头与预埋贯穿筒节间的连接采用法兰密封连接结构。对于法兰密封连接结构,密封圈和密封槽的匹配性设计尤为重要。采用试验的方法对设计的6套双道密封圈法兰密封结构进行密封性能试验验证,结果表明单沟槽双道O形密封的双道密封圈法兰密封结构密封性能综合评价最高,采用该结构方案可有效确保核电厂设备闸门封头法兰与预埋贯穿筒节法兰间的密封连接结构的密封性和安全性,为核电站的安全、可靠运行提供技术保障。

风管泄漏测试以及减少漏风率的措施

随着全球能源紧张和温室效应的进一步加剧,船舶节能越来越受到重视。利用风管泄漏测试装置进行实船测试,检测风管漏风率,并提出了减少漏风率的方法,提高能源利用率。

石化企业新建供氢中心高压氢气管道试验方案探讨

基于某石化企业内新建供氢中心的工程案例,比较了国内相关氢能设计标准规范(GB 50177,GB/T 50156,GB/T 50516和Q/SH 0770)的适用范围和针对氢气管道试验的要求。针对该项目设计压力为25 MPa的高压氢气管道,采用ASME PCC-2规范计算采用气压试验时管道储存的能量并预估最小安全距离。计算结果表明:因需要较大的安全防护距离,将气压试验作为压力试验方案难以实施。提出了高压氢气管道的(强度)压力试验、气体泄漏性试验和泄漏量试验方案,总结了高压氢气管道试验应关注的其他因素,主要包括水压试验氯离子浓度的控制、水压试验温度、管道坡度设置以及试压过程管道的周向应力和轴向应力校核等。

通道型标准漏孔漏率与气源压力关系

文章对某品牌不同型号的金属粉末烧结型漏孔进行试验,得到各个漏孔在不同气源压力下的漏率值,并对实验结果进行分析。基于三种函数模型对数据进行拟合,并对漏孔漏率与气源压力的关系和不同型号漏孔模型参数之间的关系进行了研究。结果表明,对于该品牌的金属粉末烧结型标准漏孔,幂函数模型更适合用来表示通道型标准漏孔漏率和气源压力之间的关系,且可以使用其参数来作为不同漏孔型号的特征参数,用于预测不同型号漏孔在给定气源压力下的漏率。该研究可对通道型标准漏孔校准工作起到一定的指导作用。

真空氦漏孔校准方法的研究

本文介绍了一种不带氦气源的真空氦漏孔的校准方法,可实现-100~1000kPa压力、(10^(-10)~10^(-4))Pa.m^(3)/s漏率范围内的真空氦漏孔的校准,扩展不确定度U_(rel)=10%(k=2)。适用于真空氦漏孔日常的校准工作。