钢质海洋放流管沉放工艺研究及应用

海洋放流管沉放是海洋放流管出运安装过程中的关键环节。以长500 m、内径1 m的钢质放流管为研究对象,采用数值分析方法,以S形管段的等效应力为限制条件,确定管道沉放的临界深度;以助浮安全系数和管段负浮力共同确定气囊的浮力、气囊数和间距等配置;以水下多次沉放的方式最终实现放流管的沉放。工程实例中的标高误差、轴向误差和法兰接头缝隙均满足验收要求,证明该沉放工艺技术可靠,应用效果良好,可为同类型放流管施工提供借鉴。

钢铁冶金中炉渣成分对钢质的影响及优化策略

钢铁冶金是现代工业的关键领域之一,其产品广泛应用于建筑、汽车制造和航空航天等领域。在整个冶金过程中,炉渣作为不可或缺的元素,扮演着保护、隔离和温度控制的重要角色。然而,炉渣的成分对于最终钢质有着重要的影响,这一影响因炉渣中各种元素的含量和相互作用而异。基于此,深入研究不同类型炉渣成分的物理、化学特性,并探讨如何在冶金过程中与钢相互作用,从而为炉渣的优化与改进提供理论支持,进一步提升钢铁产品的质量与性能。

外腐蚀损伤模式下的埋地钢质燃气管道剩余强度评价与剩余寿命预测

外腐蚀作为埋地钢质燃气管道失效的主要原因之一。对埋地钢质燃气管道的外防腐层状况检测,获取管道外腐蚀数据,进行剩余强度评价及剩余寿命预测,有助于管道安全运行、制定监护方案、计划性的开展修复及更换工作,充分利用老旧管道剩余价值。本文介绍了外腐蚀损伤的检测方法,引用单一体积型缺陷的剩余强度计算公式,进行剩余强度计算及剩余寿命预测。以实际案例阐述了外腐蚀损伤检测方法的应用,管体腐蚀数据的采集及处理,剩余强度及剩余寿命评价结果真实性的影响因素。

城镇燃气钢质管道牺牲阳极系统失效的解决措施

城镇燃气钢质管道的牺牲阳极保护系统常常会因为城市的开发建设、人为破坏或自然腐蚀造成损伤,从而造成牺牲阳极保护的失效,带来安全隐患。本文对现实中的情况进行了统计分析,总结了可能造成阴极保护系统失效的原因,并从测试桩结构的改进、阳极布局原则的调整和测试桩布局原则的调整等几个方面阐述了减缓腐蚀和牺牲阳极失效的解决措施。希望对埋地燃气管道的腐蚀防护有一定的借鉴作用,使阴极保护系统能够充分发挥作用。

装配式钢质耗能铰连接中开孔削弱钢板阻尼器滞回性能研究

提出一种装配式节点钢质耗能铰连接,对其关键部件开孔削弱钢板阻尼器,进行3种开孔削弱形式的试件轴向往复加载试验,考察开孔削弱钢板阻尼器的破坏模态,研究其滞回性能、骨架曲线、承载能力与延性性能等。探讨开孔削弱长度、开孔削弱宽度、宽厚比、厚度方向间隙等参数对钢板阻尼器滞回性能的影响。建立开孔削弱钢板阻尼器的简化力学模型,提出阻尼器滞回本构模型并对本构模型准确性进行验证。结果表明,阻尼器的开孔削弱钢板在开孔削弱处开裂或断裂,避免了面外屈曲的发生,实现塑性耗能与破坏模式可控;阻尼器滞回曲线饱满,承载力均高于297.31 kN,位移延性系数Δ/Δy均大于4.5,表现出良好的耗能能力、承载能力与延性性能;相比菱形开孔,竖缝开孔削弱阻尼器综合力学性能更优,建议开孔削弱长度a/L为0.25~0.55,开孔削弱宽度b/B为0.2~0.5,宽厚比为12.50~15.63,厚度方向间隙不超过2 mm;提出的开孔削弱钢板阻尼器滞回本构模型能准确地模拟阻尼器滞回性能。

一种基于动生涡流磁场的钢质管道管体损伤外检测方法

钢质管道缺陷严重影响钢质管道的安全运行,目前大多数钢质管道检测方法效率较低,为提升钢质管道管体缺陷检测效率,提出一种基于动生涡流的管道缺陷高速磁检测方法,并对动生涡流磁场的检测原理进行解释。利用有限元,建立高速磁检测模型,分析动生涡流在管体的分布特点,及其与原磁场的相互作用;分析不同检测位置的磁场分布情况,选取最佳的检测位置。选用适合高速检测的多匝线圈传感器,以提高灵敏度和信号幅值。设计缺陷高速磁检测试验平台,开展不同速度、不同提离高度和不同种类缺陷(盲孔与刻槽)下的检测试验。结果显示:相较于其他检测位置,磁铁后方的动生涡流磁场强度较高,动生涡流磁场分布也较均匀,对缺陷的检测效果最佳,因此选取磁铁后方为检测点;在25 m/s的高速下,该检测方法对设置的几种缺陷仍有良好的检测效果;缺陷信号峰峰值与缺陷宽度、缺陷深度及检测速度均大致成正比;缺陷信号峰峰值与提离高度成指数关系,提离高度越大,峰值越小;缺陷信号峰峰值间距与提离高度大致成正比。综合研究显示,动生涡流磁场的检测方法与其他传统方法相比,在检测速度上有较大优势。

结构强度钢质模型在主船体建筑的实验与研究

主船体建筑受到力的作用时,部分位置的结构容易出现应力集中情况,影响主船体的结构安全,针对该问题构建分析主船体建筑结构强度的钢质模型。建立包含平衡微分方程、物理方程、边界条件的弹性力学方程,分析主船体建筑结构受到载荷作用时的应力变化。分析主船体建筑结构强度钢质模型的几何相似关系,采用不同缩尺比缩放处理钢质模型与主船体建筑结构。选取大尺度钢质模型,利用Ansys有限元分析软件,构建主船体建筑结构强度钢模的有限元模型,明确主船体建筑结构强度变化。实验结果表明,所构建的主船体建筑结构强度钢模,可有效分析不同大小载荷作用时的结构强度变化,结构强度分析结果与实际强度相差较小。

钢质颗粒可控注入装置输送特性

固体颗粒输送机广泛应用于石油、化工、建筑等多个行业,用于输送各种用途的固体颗粒。然而,在高压条件下,如何将钢质颗粒从高压容器中稳定、均匀地输送高压流体中,并实现速度可调,仍然是一个关键的挑战。文中通过设计钢质颗粒可控注入装置整体及筒体,开展颗粒可控注入装置注入实验,阐明高压下钢质颗粒注入装置的输送特性。该研究对于提高钢质颗粒的输送效率具有重要意义。

钢质颗粒输送装置旋叶及端部密封结构设计

颗粒输送机被广泛应用于石油、化工等多个行业。在粒子冲击钻井技术中,如何设计钢质颗粒输送装置,将固体粒子混杂在高压钻井液中,目前仍然存在挑战。文中优化设计了输送装置的旋叶及端部密封结构,并对关键部件进行强度校核,形成高压下钢质颗粒输送装置旋叶及端部密封结构的设计方案。该研究对于实现钢质颗粒在高压下的高效输送具有重要意义。

考虑静动力学性能的钢质壁面作业机器人小臂结构拓扑优化

钢质壁面作业机器人主要在垂直或倾斜的高空环境下进行清洁、探伤、焊接、除锈等作业,具有较高的轻量化和稳定性要求。机器人机械手小臂是连接大臂和执行末端的重要部件,具有外形尺寸大、板材厚度小和质量占比高的特点,整体受力大且长期处于振动状态,对结构的强度、刚度和振动等结构特性有较高要求。为对钢质壁面作业机器人机械手的小臂结构进行减重及提升结构特性,基于变密度法的优化算法,利用ANSYS Workbench有限元软件实现小臂结构的拓扑优化,进行轻量化设计。分析不同优化方案,得到同时考虑结构静、动力学性能的双目标能有效优化小臂结构。小臂结构优化设计后的质量下降了6.84%,等效应力降低了40.70%,总变形缩小14.43%,1阶固定频率增幅1.73%,达到轻量化降重效果,结构特性同时得以明显改善。研究结果有助于避免结构设计的盲目性,为下一步机器人整体结构的设计与优化提供思路,可为同类产品结构设计提供参考。

基于电涡流效应的钢质体应变实时检测技术研究

为避免特种设备中的钢质体结构因交变载荷过大而产生应变,从而造成局部区域应力集中、降低钢质体强度和承压能力,提出1种利用涡流效应评价钢质体应变状态方法,并研制出由涡流探头和信号处理系统组成的应变检测装置。利用万能拉伸机对Q235钢试件进行拉伸应变实验,分析电压有效值、拉力值随采样时间的变化规律,进而得到相关线性方程。研究结果表明:该装置能够敏感检测出钢质体不同应变阶段,且在弹性阶段内可通过直线拟合方程定量检测应变量。因此,可有效预防因应变过大而造成的钢质体结构失效,从而避免特种设备危险事故发生,一定程度上保护人们生命及财产安全。

装配式损伤可控钢质铰滞回性能研究

为提高装配式梁柱节点的滞回性能,实现其损伤破坏区域的可控制性,提出一种装配式损伤可控钢质铰,钢质铰中设置狗骨式上下翼缘,使塑性铰外移远离节点核心区。设计两种不同构造形式的装配式损伤可控钢质铰,通过低周往复荷载试验与有限元参数分析,考察损伤可控钢质铰的滞回性能与损伤可控性能。结果表明,损伤可控钢质铰的塑性累积耗能发生在翼缘狗骨削弱区域,翼缘非削弱区域未屈服;损伤可控钢质铰的滞回曲线较为饱满,具有稳定的滞回性能和良好的耗能能力,两种钢质铰的延性系数都在7.0以上,等效黏滞阻尼系数都达到0.5以上,且强度无明显的退化;D字型钢质铰的滞回性能优于T字形钢质铰。L/b_(f)、b/L和c/b_(f)的变化对翼缘狗骨削弱型钢质铰的初始刚度影响较小,峰值承载力随着L/b_(f)、b/L和c/b_(f)的增大而减小,且c/b_(f)对峰值荷载的影响较为明显。

埋地钢质管道直流杂散电流干扰研究综述

随着轨道交通、高压直流输电系统的建设,埋地钢质管道受到越来越多的直流杂散电流干扰,由此引发的安全问题受到政府和企业的重视。本文以直流杂散电流为对象,论述了直流干扰的不同来源以及对埋地钢质管道的腐蚀机理;综述了不同来源的直流杂散电流干扰规律的研究现状;总结了现行标准中的直流杂散电流评价准则,并提出了建议;综述了各种直流杂散电流检测与防护技术,分析了各自技术的适用范围及特点;并且对直流杂散电流干扰规律以及检测防护研究方向进行了展望。

钢质船舶船体焊接缺陷分析

随着我国经济的不断发展,船舶建造水平不断提升,很多种类的船舶建造工艺都有了较大的改进。其中一些船舶的类型由于其自身的线型存在着较大的变化,通常在焊接工艺上会采用手工焊接的方式,手弧焊接作为常见的焊接方式,能够直接影响到船舶的建造水平。本文对钢质船舶船体焊接存在的缺陷展开了研究,对影响焊接的因素进行分析,针对实际问题提出了一些建议。

钢质缓波型立管安装转移过程中的非线性力学响应

基于最小势能原理,采用将整个立管视为一个单一连续管段的研究方法,研究钢质缓波型立管安装转移过程中的非线性力学响应。该方法无须将整个立管分段进行独立研究,可简单有效处理立管-海床相互作用,避免接触探测的复杂性,对新载荷、约束或边界条件的适应非常灵活,能够提高深水立管设计应用中的数值计算效率。研究发现:立管在向水平跨距减小的转移过程中,上拱点和下垂点的高度先降低后增高,而拱弯高度先增高后降低;悬挂点处的张力不断减小,然后增大,而悬挂点处的倾角变化较小。该数值分析结果对于深水钢质缓波型立管的设计具有一定的参考价值。

钢质壁面作业机器人底盘架结构静动力特性仿真

为了保证所设计的钢质壁面作业机器人的底盘架结构能够满足其机械特性,通过SolidWorks软件建立底盘架三维实体模型,利用ANSYS Workbench开展静力学、模态和谐响应的静动力特性仿真。静力学分析结果表明:底盘架结构在承受最大负载时的最大应力值为4.838 MPa;最大位移变形量为6.069 75×10^(-6)mm;强度和刚度均符合设计要求。模态分析结果表明:底盘架结构前6阶固有频率分布在291.32~613.62 Hz之间;结构的主要振型形式在Y轴方向和绕Y轴旋转方向。谐响应分析结果表明:特定激振频率下的薄弱位置在接近294.00 Hz和658.00 Hz两个固有频率时会发生共振,各激振频率下应力均满足强度要求。研究结果对解决共振问题有重要意义,可为机器人驱动电机选型、机械臂装置设计提供理论依据,为机器人后续设计及优化提供指导。

埋地输油钢质管道腐蚀与防护策略

近几年,为了有效预防管道的腐蚀现象,我国开展了管道防腐技术与材料等深层分析,尤其是杂散电流的干扰领域中,电法保护与排流策略获得了普及推广。故此,本文就埋地输油钢质管道的腐蚀问题,分析腐蚀防护策略,深层研究杂散电流干扰的防护策略,仅供参考。

地铁杂散电流干扰下试片法测试埋地钢质管道断电电位

采用试片法进行现场测试,探讨了试片极化时间、断电电位采样延迟时间、采样时间间隔和试片与参比电极间距等因素对苏州区域地铁杂散电流干扰下管道断电电位测试结果的影响。结果表明:阴极极化3 h后,裸露面积为6.5 cm^(2)、10 cm^(2)的试片电位趋于稳定;断电延时时间应不小于100 ms;在采样时间间隔1 s与2 s条件下测得两种试片断电电位的偏差不大;试片与参比电极间距越大,试片断电电位偏差值波动越大,在受地铁杂散电流干扰管道正上方采用便携式参比电极对试片开展阴极保护电位测试是可行的。

地铁排流柜运行对临近钢质埋置构筑物的杂散电流干扰

以国内某地铁线路及其临近的埋地长输管道为测试研究对象,在排流柜不同运行工况下对地铁结构与管道相关电参数开展了现场同步测试,分析了排流柜运行工况对临近钢质构筑物(道床收集网、隧道壁结构钢筋和埋地长输管道)杂散电流干扰的影响规律。结果表明:排流柜的投用,特别是接地网支路投用时,流经排流柜的电流极值高达839.48 A;排流柜对供电区间两端的轨地电位的抑制效果与流经排流柜的电流呈现反比例关系且负向抑制效果大于正向;排流柜对临近钢质埋置构筑物的干扰影响主要体现为极化电位正向偏移量增大,且增大的幅度与流经排流柜的电流大小成正比;排流柜和OVPD特别是结构物临近的OVPD同时投用,极化电位正向偏移和负向偏移同时显著增大;排流柜杂散电流干扰对隧道壁结构钢筋的影响范围小于2 km,对3 km内管道影响较大,6 km外管道影响较小。

基于动生涡流磁场的钢质管道内壁缺陷快速外检测

采用ANSYS有限元分析软件探讨了钢质管道内壁缺陷形状、宽度、深度及检测速度与动生涡流场间的关系;设计并搭建了快速外检测试验装置;评价了高速检测条件下,不同缺陷深度所产生的动生涡流信号特征。发现缺陷自身的深宽比越大,缺陷信号的磁感应强度信号越强;随着检测速度提高,动生涡流磁感应强度虽逐渐减小,但仍能精确检出缺陷的位置及参数信息;试验结果与仿真结果具有相同的变化趋势。试验结果表明,基于动生涡流磁场的钢质管道内壁缺陷快速外检测方法能够对管道内壁缺陷进行精准定位与参数辨别,可为管道的快速、精准检测提供理论参考和技术支持。