水利工程中塑料管材增塑剂迁移风险

塑料管材中使用的增塑剂可能会随着时间的推移和使用环境的变化而迁移到水体中,进而影响塑料管材性能,污染水体及周边生态环境,对生态安全造成影响。分析水利工程中塑料管材增塑剂迁移机理可知,影响增塑剂迁移的要素主要包括温度、塑料制品特性、增塑剂含量与分子特性等。为有效抑制水利工程中塑料管材增塑剂迁移,需要通过对塑料管材进行表面处理、接枝改性或加入其他添加剂等方式,提升塑料管材与增塑剂分子间作用力,避免增塑剂向外界环境扩散,保障水质安全。

新型高温高压海底挠性管的应用

在输送介质的过程中,海底挠性管的内压密封层直接与输送介质接触,其性能是影响整个软管寿命和使用性能的关键因素之一。针对需输送高温介质的海底软管,内压密封层采用常规的高密度聚乙烯(HDPE)材料无法保证管线安全,而聚偏氟乙烯(PVDF)塑料虽然耐温程度高,但其价格昂贵。针对这种情况,国内首次采用交联聚乙烯(XLPE)作为海底挠性管的内压密封层来解决高温高压问题(设计温度90℃、设计压力18.4 MPa),并成功应用于垦利油田某区块开发项目中。交联聚乙烯内压密封层在提高海底挠性管的耐温性、综合性能以及节省项目费用等方面均取得了良好效果,优于常规高密度聚乙烯材料。

外海钢壳沉管隧道接头防腐施工技术研究与应用

深中通道于国内首次大规模采用了钢壳混凝土形式沉管,其施工工艺、质量控制重点不同于传统钢筋混凝土沉管,在海洋环境影响下,钢壳的防腐施工是保证钢壳沉管主体耐久性的关键之一。沉管前后端因施工过程中多种影响因素限制,沉管内部对接处的前后4 m范围为沉管防腐涂层易损区域,为保障沉管的防腐性能,需于沉管内相关前置工序完成后进行二次修复补涂。较陆地厂内涂装,二次涂装面临着高温高湿以及施工频繁交叉的作业环境,针对上述条件,在厂内防腐施工基础上改进了施工工艺及施工机具的配合方式,经现场实践证明,施工质量及效率均取得良好成效。

基于CC-Link总线的高速计数器模块应用

平头倒角机对输油、输气钢管的两端管壁进行切削,加工出符合焊接坡口要求的管端形状。该设备自动控制系统采用三菱CC-Link总线,组成一套钢管平头倒角机自动化控制系统。结合钢管平头倒角机说明基于CC-Link总线的高速计数模块"预置"、"一致输出"、"周期脉冲"等功能,在位置显示,速度显示及自动位置控制中的应用。

管材专用硅烷交联聚乙烯的紫外光老化性能

研究了硅烷交联聚乙烯(记作PEX_B)紫外光老化前后的力学性能、热性能、结晶度以及分子链结构的变化、并观察其拉伸断面形貌的变化。结果表明:PEX_B的拉伸屈服应力、结晶度和氧化诱导时间(OIT)均下降明显,拉伸屈服应力从27.4 MPa降至18.8 MPa,降幅达31.39%,结晶度从60.2%降至59.2%,OIT从52.6 min缩短至0.6 min。紫外光辐照下,PEX_B表面形成一层硬质界面层,辐照1080 h后界面层厚度达372μm,并在拉伸时出现大量裂纹,形成密集韧窝。因此,PEX_B用于富含紫外光的工况环境应进一步采取抗紫外光老化措施,以避免带来损失。

热塑性交联聚乙烯(TPEXa)管材的制备及性能研究

选取耐热聚乙烯(PERT)进行微交联改性制备出一种热塑性交联聚乙烯(TPEXa)管材,使其在保留PERT管热塑性的基础上提高耐热性和抗蠕变性,研究了交联剂含量对TPEXa材料熔体质量流动速率和交联度的影响,并对TPEXa管材的静液压性能、热熔回收性能及回收料的力学性能进行了测试。结果表明,当交联剂的含量为0.08%时,TPEXa材料的熔体质量流动速率为5.6 g/10 min(190℃,21.6 kg),交联度为2.3%,负荷变形温度可以达到78℃(Tf0.45),耐温性能较好。制备的管材可以通过95℃下22 h、165 h和1 000 h静液压测试,测试所用环应力超过PERT II管接近PEX管材环应力的规定,具有较好的耐温性能和抗蠕变性能,并且可以进行热熔回收,回收料具有较好的力学性能。

深中通道大型海域地下互通设计关键技术

基于我国首个大型海域地下互通——深中通道机场互通立交工程设计实践,针对该工程互通枢纽选型、桥隧转换、施工作业、运营保障、复杂水文地质及周边环境制约等技术难题,对设计关键技术进行研究分析。结果表明:1)采用布设于海底的大型地下互通立交方案,有效解决复杂条件下机场枢纽互通交通转换需求。2)采用“一体两翼”人工岛及双排钢板桩短围堰方案,有效解决大型海域地下互通立交桥隧转换、陆域作业及运营保障需求。3)提出冲孔灌注桩+引孔换填黏土高喷桩围护结构方案,有效解决复杂海相淤泥抛石填砂层基坑施工及止水难题。4)提出锁扣钢管桩一体式围护方案,有效解决人工岛筑岛及基坑开挖工序下沿江高速桥墩保护难题。5)采用双排烟竖井方案,有效解决复杂海域环境下匝道隧道纵向贯通排烟道设置难题。

钢衬聚四氟乙烯压力管道定期检验策略和方法探讨

钢衬聚四氟乙烯压力管道由于结构的特殊性,缺乏有效的检验检测方法。本文结合TSG D7005—2018《压力管道定期检验规则——工业管道》的检验项目,探讨了定期检验的重点内容和检验方法。最后,根据检验过程中发现的问题,提出了钢衬聚四氟乙烯压力管道在生产、使用、检验和监管环节的建议,以减少该类压力管道在运行过程中存在的安全隐患。

不同管长条件下连通容器预混气体泄爆实验

通过容器与管道的连接组合,改变管道长度,开展不同管道长度的连通容器预混气体等容爆炸与泄爆实验,分析在密闭爆炸与相同泄爆面积条件下,管道长度的变化对连通容器中火焰传播与容器内压力的影响。实验结果表明:火焰在管道中加速传播,随管道长度的增加,传播速率加快;无论是密闭爆炸或是泄爆,连通条件下容器的最大压力上升速率均高于单个容器的情况;连通容器等容爆炸时,传爆容器的压力峰值随管长的增加而增加;泄爆时,传爆容器的泄爆压力峰值超过其单容器泄爆的压力峰值,特别是传爆容器为小容器时,压力峰值更高;随管长的变化情况,与相应密闭条件下的等容爆炸压力密切相关,但变化趋势不完全一致,受容器泄爆面积、火焰传播等多种因素的影响。

辐射交联聚乙烯热膨胀内衬管研究

研究了用高能电子束辐射交联线性低密度聚乙烯/高密度聚乙烯/低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(LLDPE/HDPE/LDPE/EVA)管材的性能,包括辐照剂量与凝胶含量、力学性能以及熔融特性的关系等。结果表明,辐照剂量为96 kGy、凝胶率为56%时,拉伸强度最高;随着辐照剂量的增大熔点呈下降趋势。另外,研究结果还表明,定径拉伸法制造的热膨胀管牺牲更小的轴向变化就可以达到与自由拉伸法制造的热膨胀管相同的径向变化。

负载型非茂金属催化剂催化制备过氧化物交联聚乙烯管材专用料

采用负载型非茂金属(SSTS)催化剂催化乙烯淤浆聚合,制备了交联聚乙烯管材专用料(sPE);通过过氧化物交联sPE、挤出成型了过氧化物交联聚乙烯(sPEXa)管材;考察了氢气分压和共聚单体对SSTS催化剂活性的影响;测试了sPE的相对分子质量及其分布(MWD)、力学性能和流变行为及sPEXa管材的交联度和力学性能。实验结果表明,SSTS催化剂催化乙烯聚合的过程平稳、共聚效应显著,SSTS催化剂在乙烯-己烯共聚时的活性比乙烯均聚时的活性提高了43%;sPE中不含粒径小于75μm的细粉,其重均相对分子质量高达296 564,MWD=4.05;sPE的流变行为呈明显的"剪切变稀",有利于挤出加工;sPEXa管材在95℃、4.8 MPa静液压力下无泄漏和无破裂的持续时间长于1 875 h,长于行业要求的1 000 h。

顶驱中心管接头螺纹连接性能分析

顶驱中心管螺纹连接的可靠与否影响到钻井安全。采用有限元法对中心管在预紧和额定载荷2种工况下的应力应变特性进行了研究,得出中心管的等效应力分布及在各危险截面上定义的路径的应力分布曲线。结果表明,在2种载荷工况下,中心管各啮合螺纹仍然具有承受载荷的能力,但载荷分布的不均匀性对螺纹接头的连接性能有重要影响,部分螺牙的等效应力和接触压应力均较高,有可能导致粘扣或屈服破坏。

连通容器中不同连通管径爆炸数值模拟分析

连通容器爆炸,连通管道在火焰传播和湍流加速中起着重要作用。通过对球形连通容器中不同连通管径爆炸进行数值模拟,分析不同管径对连通容器爆炸压力和流场的影响。研究表明,连通容器在不同连通管道内径下,最大爆炸压力基本一致,但在一定范围内,管径越小,容器的压力上升速率越高,火焰传播速度越快,连通容器的压力振荡越剧烈;传爆容器爆炸产生的反流对起爆容器压力的增加越明显;当管径增加到一定值时,连通容器间的压力变化趋于一致。

基于VC超声波探伤系统设计

介绍了一种基于VC++开发的高压无缝厚壁钢管超声波自动探伤检测系统,详细论述了系统的硬件组成原理及软件的设计思路和技术实现要点。实现了对4种不同管径的无缝钢管进行自动连续探伤,并可以保存4种不同规格钢管的探伤工艺和标准;系统将自动记录探伤结果,发现缺陷时自动报警喷标,并生成探伤报告;该系统对厚壁管探伤研究具有实践意义。

Φ177mm PQF连轧管机组脱管机联轴器系统改进

分析了Φ177 mm PQF连轧管机组脱管机连杆联轴器系统存在的3种设计缺陷,并据此提出改进措施:将原鼓形齿等结构取消,将连接轴与内齿套设计成一个整体结构,将外齿轴与齿接手设计成一个整体的外齿套,取消联轴器内部的连接螺栓,改用通孔螺栓将两个整体结构连接在一起,从而提升了联轴器的整体强度,提高了联轴器的使用寿命。

顶驱中心管强度有限元分析

中心管是顶驱的关键承载部件之一,其可靠性直接决定顶驱的工作性能。采用有限元法对中心管在额定载荷和工作载荷2种工况下的应力、应变特性进行了研究,得出了中心管等效应力分布以及在各危险截面上定义路径的应力分布曲线。结果表明:在2种载荷工况下,中心管啮合螺纹具有承受载荷的能力,但前3牙和后4牙的齿根部应力过大,有可能发生粘扣和屈服破坏。

钢塑复合管材料及成型设备的研制

研究了钢塑复合管材料及成型设备。结果表明:交联后的HDPE材料具有更加优异的力学性能;对HDPE管材料进行复配,并添加一定量的流动改性剂,其加工流动性有显著的改善;利用钢带成管作为骨架,采用五层共挤一步成型法生产钢塑复合管可提高管材的强度,简化生产工艺。

连通容器甲烷-空气混合物抑爆影响因素

为了研究连通器甲烷-空气混合物抑爆的影响因素,利用小球容器、管道、大球容器建立了5种结构的连通容器气体爆炸测试系统,在40目丝网结构条件下,研究了管道长度、丝网层数、传爆容器、抑爆位置等对连通容器甲烷-空气混合物爆炸强度的影响。结果表明:小球容器与管道连通时,随着丝网层数和接管长度的增加,管道末端的压力逐渐降低;当增加传爆容器时,球形容器与管道内气体爆炸强度增加;小球容器与1段管道以及大球容器连通时,丝网层数越多,抑爆效果越明显;小球容器与2段管道以及大球容器连通时,丝网结构能够产生一定的抑爆效果,但抑爆效果不明显;小球容器与3段管道连通时,抑爆位置对连通容器抑爆效果产生较大影响。抑爆位置对连通容器抑爆效果与丝网结构的层数有关。因此,在实际生产应用中,应综合考虑多种因素的影响,以达到最佳的抑爆效果。

管材用硅烷交联聚乙烯的研制

利用反应挤出原理在双螺杆挤出机上进行硅烷交联聚乙烯的研制 ,筛选出了HDPE -1、HDPE -2和LLDPE -3等3种聚乙烯共混料作为硅烷交联聚乙烯的基料 ,使接枝料具有高的流动性 ,交联料具有高的交联度、力学性能和耐热性能 ;研制的DMGL-01和DMGL -02两种硅烷交联聚乙烯专用料 ,经实际使用证明其性能指标达到或超过了CJ/T108 -1999要求 ,可以应用于交联聚乙烯铝塑复合管和交联聚乙烯管的生产。

波浪对污水扩散器出流量影响

污水扩散器排放流量低于一定值时,由于波浪运动会导致环境水体的压力场发生变化从而引起部分竖管没有污水出流或很少,海水会经由扩散器出口侵入扩散器系统。本文根据已建成的上海市污水治理二期工程资料为依据,采用数值计算(其中阻力系数由实验得到)的方法,研究在波浪因素的影响下污水扩散器出流量变化。