基于ANSYS的机械制螺旋缠绕PVC-U内衬管结构优化

为优化机械制螺旋缠绕PVC-U内衬管的结构,提高其环刚度,基于ANSYS建立螺旋缠绕内衬管环刚度试验模型,分析不同设计参数T肋顶板厚度(a)、T肋腰宽度(b)、T肋高度(h)、圆弧半径(r)对螺旋缠绕内衬管环刚度和管材体积的影响,并结合正交试验确定最适设计参数。结果表明,按照不同设计参数对螺旋缠绕内衬管环刚度和管材体积的影响由高到低排序分别为T肋高度、T肋腰宽度、T肋顶板厚度和圆弧半径,优化后最适设计参数为a=2.5 mm、b=4.5 mm、h=28 mm、r=1.5 mm,在该条件下,螺旋缠绕内衬管环刚度与优化前相比提高了32.17%,管材体积仅增大11.43%。有限元分析结果显示,随T肋顶板厚度、T肋腰宽度和T肋高度的增加,上板压力和管材体积呈逐渐增大的趋势;随圆弧半径的增加,上板压力呈先减小后增大的趋势,管材体积基本不变。

抗紫外线高压钢丝缠绕增强聚乙烯复合管的制备及性能

针对目前钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)无法露天使用及最大承压为3.5 MPa而不能满足高压领域应用的难题,制备了抗紫外线聚乙烯专用料,研制了最大承压7.0 MPa抗紫外线钢丝管。通过力平衡法设计了增强钢丝的配置,利用20℃和60℃静液压及爆破压力测试验证了钢丝管的承压能力,采用紫外光老化试验测试了抗紫外线聚乙烯专用料的抗紫外光效果。结果表明,通过4层钢丝缠绕增强结构使用400根直径1.2 mm钢丝,制备了高压钢丝管;钢丝管通过了20℃,14 MPa,1 h及60℃,8.4 MPa,165 h静液压测试,爆破压力达到21.9 MPa,说明钢丝管的承压达到设计压力7.0 MPa的要求;抗紫外线聚乙烯专用料经过336 h的紫外光老化试验,力学性能保持率大于80%,表明抗紫外线聚乙烯专用料具有良好的抗紫外线效果。

可稀释粘接树脂在dn315钢丝管制备中的引入及性能测试

通过力平衡法设计了增强层的钢丝配置,以EN312添加50%和70%的管道料作为粘接树脂,制备了dn315的钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)。结果表明,EN312添加50%、70%的管道级聚乙烯使用,对钢丝的剪切强度影响不大。2个配方应用于dn315×1.6 MPa钢丝管,管材的剥离强度、爆破压力、20℃、3.2 MPa、1 h静液压、60℃、1.92 MPa、165 h静液压均满足GB/T 32439标准要求。EN312稀释使用表现出良好的抗高低温冲击穿丝能力。

高压钢丝管的高温性能及其应用

针对目前钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)的最高输送介质温度最高为40℃、最大承压为3.5 MPa而不能满足高温高压领域应用需求的难题,研究了10 MPa钢丝管的高温静液压性能。结果表明,随着温度升高,黏接树脂的剪切强度、管材的剥离强度显著降低;通过压力折减,钢丝管通过了80℃/7~9 MPa/165 h静液压及80℃/8 MPa/1 000 h静液压测试;根据客户页岩气田产出水最高温度为70℃、工作压力(PNap)为6.4 MPa的应用要求,钢丝管通过了20℃/1.5PNap/24 h静液压,60℃/1.35PNap/1 000 h静液压及90℃/0.9PNap/165 h静液压测试,满足了客户需求。

矿用大口径PVC空心结构缠绕管试验研究

大口径PVC缠绕管是近两年开发研制并发展成熟起来的塑料应用技术,有着自己独特的加工成型工艺。其应用范围广,通过原料配方的改进可用于煤矿瓦斯抽放。这种产品充分发挥了PVC材料自身的优良特性,有着良好的阻燃及抗静电性能,满足煤矿安全要求,是代替金属、玻璃钢以及其他材料抽放管道的理想产品。这里介绍了该新型管材的生产工艺、性能测试及应用研究现状。

凯夫拉纤维增强弧形体挠性接管平衡性研究

采用网格分析理论,研究纤维缠绕直挠性接管加压膨胀成形的弧形管的纤维缠绕角;根据弹性薄壳无矩理论,建立弧形管的平衡方程,提出弧形管的平衡角的计算方法;分析弧形管的平衡性,并进行有限元计算。结果表明,存在合适的直管缠绕角度,使得弧形管受压下轴向伸缩量足够小,满足平衡性要求。研究结果为弧形体挠性接管设计与施工中的参数选取提供理论依据。

新型多层复合PVC/PE瓦斯管的研制

根据煤矿生产的实际需求,研制了一种新型的煤矿瓦斯抽放工程专用多层复合聚氯乙烯(PVC)/聚乙烯(PE)管材,它具有刚度大、质量轻、安装运输方便、耐冲击且长度和口径可根据煤矿要求灵活调节等优点。介绍了这种新型PVC/PE管材的结构特性、加工工艺及安装连接。

钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳试验研究

为获取钢丝缠绕增强塑料复合管(PSP)的失稳特性,同时为相关国家标准的制订提供基础数据和参考,进行了一系列试验研究。通过设计专用的外液压试验装置和真空试验装置,分别进行了瞬时失稳和蠕变失稳试验,获取PSP 的瞬时临界失稳压力,验证提高其瞬时临界失稳压力的方法,得到 PSP 在不同压力载荷作用下不圆度-时间、载荷-临界失稳时间关系曲线。结果表明,与同直径、同壁厚的高密度聚乙烯管相比,公称直径为250 mm、钢丝直径为1.2 mm、钢丝根数为200根的 PSP 临界失稳压力提高了33.3%;公称压力为1.6 MPa 的 PSP,当管径由160 mm 增至226 mm 时,其瞬时临界失稳压力由0.62 MPa 迅速降至0.34 SPa,而当管径继续增至402.3 mm 时,其瞬时临界失稳压力变化缓慢,仅由0.34 MPa 降至0.25 MPa;PSP 失稳呈现出时间相关特性,在低于瞬时临界失稳压力的外压载荷作用下,经过一段时间可能发生失稳,其耐压时间随载荷的增大而缩短。

微机控制纤维缠绕三通管机械

本文简单介绍了由计算机控制纤维缠绕三通管的设备工作原理及芯模设计。

“三明治”联合高举平台法在伤口负压引流管固定中的应用

目的探讨“三明治”联合高举平台法在伤口负压引流管固定中的效果。方法选取2018年1月-2019年12月采用负压吸引治疗的伤口患者160例,采用随机数字法将其分为对照组和观察组,各80例。对照组采用高举平台法,观察组采用三明治联合高举平台法。比较两组患者的负压引流管固定相关不良事件发生情况。结果观察组患者负压引流管漏气、管道脱出、皮肤损伤及疼痛程度,均明显低于对照组(P<0.05)。结论三明治固定联合高举平台法固定伤口负压引流管可有效降低负压引流管固定相关不良事件发生,值得临床推广。

腹腔引流管不同换药方法的应用效果分析

目的探讨腹腔引流管的换药方法,为减少感染等并发症提供借鉴。方法将180例患者随机分为两组,实验组采用泡沫敷料换药法,对照组采用传统换药法,对两组患者并发症的发生及换药间隔时间进行统计分析。结果实验组皮肤红肿、皮疹,糜烂、引流管感染等并发症的发生率均低于对照组(P<0.05),平均换药间隔时间长于对照组(P<0.05)。结论实验组有效减少了患者皮肤及引流管感染等并发症的发生,明显减少了换药次数,减少了患者的痛苦和医护人员的工作量。泡沫敷料换药法值得在临床上推广。

纤维螺旋缠绕管的缠绕角优化

为提高材料强度的利用效率,实现纤维缠绕管强度比沿壁厚的均匀分布,在内压和轴向力作用下,基于Tsai-Wu准则,以沿壁厚方向的最小强度比最大化为目标,建立变缠绕角纤维缠绕管的最优化模型。提出将复合形法和梯度法相结合的改进优化算法,通过优化逐层变化的缠绕角使最小强度比最大化,实现强度比沿壁厚更均匀分布。以玻璃纤维管为例,在纯环向应力、环向应力与轴向应力之比为2∶1和1∶1的3种工况下,研究不同壁厚条件下最优缠绕角分布及其强度比提升效果和均匀程度。结果表明:优化后结构的材料利用率明显提升,不同工况、壁厚对最优缠绕角的分布规律影响很大;最优缠绕角可以实现沿壁厚等强度。

热缠绕保温管技术研究和产品开发

介绍了用热缠绕法生产直埋管技术的特点、工艺流程及产品检测结果，比较了热缠绕法与国内常规生产方法的技术经济性，认为前者具有导热系数小、保温性能好、湿热老化年限长、施工工期短、使用方便、综合经济效益好等优点，通过工程实践，预测热缠绕保温管发展前景广阔。

新型PVC空心结构缠绕管连接方式研究

介绍新型聚氯乙烯(PVC)空心结构缠绕管在不同结构(单层或双层)和工程环境下的连接方式,包括单层对接包覆连接、双层插管包裹对接和承插连接,并为提高承插连接的安装效率开发了专用卡具。简述了PVC空心结构缠绕管与异种管道的连接方式。

纤维缠绕复合材料管的强度分析

采用三维各向异性弹性理论分析内压和轴向组合载荷下复合材料缠绕管道各缠绕层中的应力,模型考虑管壁厚度引起的拉剪耦合效应。引入Hashin破坏准则研究复合材料缠绕管道的强度与铺层角度的关系。研究发现缠绕角度相同时内压引起的应力由里向外逐层增加,因此管道失效实际上由外层的应力控制。建议相邻层缠绕角度的递增量,以使各层应力状态更接近一致。

钢丝缠绕增强复合管爆破荷载及安全系数研究

PSP复合管道作为一种新型柔性管道,相关的工程应用标准还不完善,参考API 17J关于柔性管的极限强度评定方法,以钢丝屈服作为管道失效标准,推导出了内压爆破公式。并结合基于Halpin-Tsai的加强层简化理论的平面应变模型,探讨了管道缠绕角度对各个方向变形的影响,论证了该公式的合理性。通过短期爆破试验,发现管道的破坏是以钢丝的齐根断裂为控制条件,爆破值公式解与试验值、有限元及理论解吻合良好。最后,基于工程实际经验,确定不同参数的概率模型,选定相应的可靠度等级及对应的可靠度指标,采用FORM方法计算验算点值,得出内压爆破值设计系数,对PSP复合管在油气长输工程中应用具有一定参考价值。

油田井下用高压玻璃钢管的研究

本文主要叙述油田井下用高压玻璃钢油井管 (其中包括 :抽油管、注水管、绝缘管 )结构状态、力学性能分析、管体成型工艺研究 ,以及玻璃钢管体和金属接头的连接形式———销钉型金属接头嵌入式缠绕落纱结构 ,并用内衬解决玻璃钢与钢接头之间的变形问题。另外 ,针对原材料选择、性能试验进行了大量的研究工作 。

钢带增强塑料埋地管的发展与应用

钢带增强塑料管是一种新型复合材料埋地排水管,通过钢材与塑料的复合,将钢材的高强度、高模量和塑料的耐腐蚀性结合在一起,在达到高环刚度的同时,有效节省了塑料用量,节省成本并减轻重量,并保证了埋地管道的长寿命,适合大直径埋地管。

凯夫拉纤维增强型挠性接管管体变形检测方法及数值分析

[目的]为了研究凯夫拉纤维增强型挠性接管(FW-FP)管体发生局部异常变形而引发管体破裂失效的问题,[方法]提出一种基于电阻检测原理的管体变形检测方法,通过传感器缠绕模型的设计,分析管体3种变形状态。运用建立的基准阈值模型,对典型的DN100挠性管体进行数值计算分析。[结果]结果表明,管体局部异常变形引起电路电流的变化量可达0.25A,而管体正常变形引起电路电流的变化量可忽略不计。[结论]所提方法可有效识别管体上的局部异常变形,并可排除正常变形带来的信号干扰。该检测方法得到的结果可为后续评估此类挠性接管管体使用寿命提供依据。

竹缠绕复合压力管的研究与开发

在城镇化建设进程不断加快的背景下，管道需求量逐年增加。目前，我国生产传统管道（如水泥管、钢管、塑料管等）使用的原材料为不可再生资源，且生产加工过程存在高能耗、高污染问题，因此，研究开发具有低碳、环保、节能、资源可再生等优势的竹缠绕复合压力管以逐步取代部分传统压力管道对于城镇化发展具有重要的社会意义。竹缠绕复合压力管是一种以竹材作为增强材料、合成树脂作为黏接剂，采用往复式机械缠绕工艺复合而成的具有较强抗压能力的新型生物质管道。本文从原料、成型工艺、管体结构与功能等方面介绍了竹缠绕复合压力管的制备工艺，列举了竹缠绕复合压力管的主要性能，并讨论了竹缠绕复合压力管与传统压力管道在综合性能方面的异同。近年来竹缠绕复合压力管加工工艺和设备日趋成熟，已建立中试生产线；竹缠绕复合压力管在新疆、浙江、黑龙江进行中试应用，取得了良好效果；竹缠绕复合压力管大规模工业化生产线已在湖北襄阳正式投产。本文还从经济效益、生态效益与社会效益等方面对竹缠绕复合压力管的效益进行分析，并与传统压力管道对比讨论。同时，本文就竹缠绕复合压力管的开发与应用提出了存在的问题，对未来的发展方向提出建议：1）纤维原料的处理技术有待提高，性能优异的胶黏剂有待研制，高效率缠绕工艺、自动化缠绕设备有待研发；2）建议增加性能评估指标，摸索环向层积胶合界面表征技术，完善性能评价体系；3）为保证竹缠绕复合压力管产品质量，促进市场规范化，建议制定相关标准及规范。