食用油罐内冷媒管降温模拟试验与优化

为缓解食用油在储藏过程中出现的热分层现象,设计内置冷媒管的食用油储罐,并通过调整冷媒流动方式、冷媒流量和冷媒温度等对储油进行降温对比试验。结果表明:采用上供式和下供式降温均可在储油温度整体下降的同时有效缩小上下层温差(1.93、3.67℃),且与自然降温(6.79℃)相比,热分层现象得到明显改善。采用下供式降温的效率最高,较上供式提高了约20%,且下层油温较上供式低约1.9℃。基于Ansys(Fluent)商用计算流体动力学软件平台,通过数值模拟进一步研究了采用下供式的冷媒流量对下层油温的影响。结果显示下供式降温可有效阻隔外部传热,而下层温度变化集中在低温区域,对远离入口侧区域的影响并不明显。

废弃油气井改造地热井换热性能分析及内管设计优化

中深层地热井钻井成本高昂,利用现有废弃油气井进行地热井改造可大幅度降低钻井成本。研究基于陕北地区某废弃油气井改造地热井换热试验工程参数及测试数据,开展了长期取热性能数值模拟,探讨了内管设计参数对取热性能的影响。研究发现内管保温性能提升对地热井取热功率影响随深度增加及流量减少而更加明显,但对于内管管径而言,其对取热性能影响较小,且对深度及流量变化不敏感,因此,总体影响程度有限。此外,研究量化了内管管材选取对系统全生命周期经济性的影响,结果表明:给定工况下,内管热导率从0.2 W/(m·K)降至0.02 W/(m·K),一个供暖季内地热井埋管出口水温可提升0.66℃,但全生命周期平均供热成本增加了0.035元/(kW·h),投资回收期延长了1.83 a。因此,考虑采用高保温性能内管材料增益作用有限,建议应在优先考虑耐温承压条件下进行废弃油气井改造地热井内管设计。

基于蒙特卡洛方法的油田管道内腐蚀状态安全评价及预测

随着管道长时间运行,油气管道内壁会出现不同程度的腐蚀、凹点、裂纹、结垢及磨蚀等缺陷,需要及时维修或者更换。针对油田管道内壁腐蚀特点,提出了一种新的基于蒙特卡洛方法的管道安全评估模型。首先用管道内检测仪器对目标管道进行内检测,获取相关缺陷的具体数据,然后在分析数据的基础上预测腐蚀缺陷生长规律,最后基于安全预警模型对管道内腐蚀进行安全评价,预判管道失效年限。

长时运行过热器12Cr1MoV钢管的内壁氧化层

采用扫描电镜分析、能谱分析、X射线衍射分析、透射电镜分析、X射线光电子能谱分析、力学性能测试等方法对长时运行过热器12Cr1MoV钢管的内壁氧化层进行研究。结果表明:高温服役条件下,12Cr1MoV钢管的晶界析出面心立方结构的Cr23C6碳化物,该碳化物呈弥散分布,使晶界得到强化;钢管基材与内壁氧化层界面未出现明显的分层现象;随着服役时间的延长,晶界Cr23C6碳化物呈链状聚集分布,碳化物逐渐增多,颗粒尺寸逐渐增大,氧化层组织疏松,且与金属基体之间存在明显的分界面。

柔性复合管在油田服役后的性能

为评价柔性复合管在油气田地面集输系统中的应用效果,采用宏观观察、微观分析、水压爆破试验、气密封性能测试、结构组成分析、热分析、红外光谱分析、力学性能测试等方法对两条柔性复合管进行分析,以确定其在不同工况下的适用性。结果表明:在经过一段时间的服役后,两条柔性复合管结构层保持完整,未发现明显缺陷,内衬层颜色加深;两条管道的失效形式均为管体爆破,其中1号试样因长期高温运行,其爆破压力不满足标准要求;两条管道的内衬层分别为交联聚乙烯和普通聚乙烯,增强层分别为芳纶纤维和涤纶纤维,热分解温度分别为580℃和440℃,但芳纶纤维的抗拉强度明显小于涤纶纤维。

PCCP管芯混凝土防裂控裂技术研究进展

预应力钢筒混凝土管(PCCP)在我国引调水工程中发挥着重要作用,PCCP运行的安全性对水资源的配置至关重要,关系国计民生。当管芯混凝土内表面产生有害裂缝后,在水压力的作用下会引起内管芯混凝土破坏,导致钢筒被锈蚀,形成安全隐患,因此,针对管芯内壁混凝土裂缝预防和控制的研究对水资源的合理利用具有重大意义。为了预防和减少PCCP内壁出现有害裂缝,根据国内外学者的研究成果,概述了PCCP管芯内壁混凝土裂缝的种类和形式,即纵向裂缝、螺旋裂缝和插口端裂缝;总结了干燥收缩、沉降收缩、温度收缩、焊缝、缠丝应力、吊装运输等因素与PCCP内壁混凝土裂缝的关系;分别从PCCP设计、原材料、配合比、养护制度、焊缝、钢筒、插口和裂缝自愈合、纤维增强材料等方面总结了PCCP管芯内壁裂缝的预防和控制方法。最后,对PCCP管芯混凝土内壁裂缝的控制和预防进行了展望,为继续研究提供思路。

全球油田用聚烯烃管材专利技术现状与分析

借助智慧芽(Patsnap)专利分析工具,从申请趋势、地区分布、技术构成、申请人、重点专利等角度分析了全球油田用聚烯烃管材技术领域的相关专利文献。分析结果表明,全球油田用聚烯烃管材技术依然处于高速发展阶段,中国企业拥有绝大部分专利权,但核心专利技术集中在美、日的专利商手中;目前研究开发的重点是以RTP管为代表的聚烯烃复合管技术,特别是复合管中的聚烯烃内衬管材料的选择和配料技术。聚烯烃管材核心技术由美、日等国家掌握,而中国企业虽然起步较晚,但申请量巨大,综合实力不容小觑。

层状地基中海洋大直径管桩水平动力响应分析

考虑桩−海水−层状土相互作用,研究了水平动荷载作用下层状地基中海洋大直径管桩的动力响应特性。将海水视为无黏性可压缩流体介质建立桩周、桩芯海水的运动方程,通过分离变量法并结合海水的边界条件求得桩周、桩芯海水作用在管桩上的动水压力。将海床土体视为黏弹性介质并考虑其成层非均质性,利用微分变化并结合土体振动边界条件解得桩周、桩芯土体作用在管桩上的水平抗力。进而根据各桩段上水平力的平衡建立管桩控制方程,利用传递矩阵法并结合桩身的连续条件以及桩顶、桩底的边界条件,得到层状海床土中海洋大直径管桩的水平动力响应解析解,给出了桩顶位移解析表达式。将所得解与有限元模拟结果以及退化解与已有文献解进行对比,验证了本研究计算方法的合理性。并基于所得解分析了管桩−海水−层状土系统水平动力响应对动水压力、水深、土体模量、土层厚度等关键参数的敏感性。

典型罐组的管口方位设计研究

储罐是石化行业中重要的设备之一,其管口方位的确定是工程设计的重难点。以某化工项目的单罐、二分罐和四分罐组为例,对管口方位设计和注意事项进行了阐述,可为类似复杂罐组的管口方位设计提供参考。

盘扣式桁架代替钢管换撑技术在地铁施工中的分析与应用

随着地铁建设的迅速发展,明挖法地铁深基坑围护结构设计常为“地下连续墙+钢管支撑”的形式,该形式需在底部侧墙施工完毕进行换撑搭设,以保证拆除上部钢支撑后基坑变形处于安全范围。为解决因钢换撑对满堂架体搭设的影响及安拆过程中的吊装安全性问题,结合天津轨道B1线十三标项目相关施工经验,通过受力分析,决定采用利用盘扣支架组成的桁架代替钢管换撑的施工技术。该体系具有安拆简单、适用性强、安全性高等优势,该技术的应用有效缩短了施工周期、节约了施工成本,可为类似工程提供参考。

海上嵌岩钢管桩内卷边切割机器人的设计研究

海上风电桩在基础打桩过程中,容易造成钢管桩下端内卷边,这会增加下插的阻力,须将影响下钻的内卷边切除,提高风电桩插桩效率。现阶段内卷边的处理多是潜水员下水切割,处理过程较为繁琐,难以应对复杂的工况,且有一定的危险性。为解决以上问题,设计了一种用于海上嵌岩式钢管桩内卷边切除的切割机器人。通过对钢管桩内卷边切割现有的施工工艺和施工作业要求进行分析,总结了内卷边切割机器人所需满足的设计要求,提出了适用于切割钢管内卷边的多轴联动机器人系统;确定了总体方案,对内卷边切割机器人的力学性能进行分析,并进行具体结构设计。基于SPH-FEM耦合算法,对磨料水射流切割钢管壁过程进行研究,确定切割工艺参数,对射流反作用进行分析,并结合切割参数进行算例验证。理论分析以及仿真模拟验证表明,所设计的内卷边切割机器人符合施工要求,能改善海上嵌岩式钢管桩内卷边的精确切除问题,有助于完善海上风电桩基础施工工艺的完整性,可为后续内卷边处理技术的发展提供经验。

非开挖管道修复技术在城市给水扩建中的应用--基于“U”型PE管折叠法内衬技术的案例分析

基于非开挖管道修复技术的应用优势,结合某城市供水管道升级改造施工实例,论述了“U”型PE管折叠内衬修复技术的应用优势、基本原理及施工工艺流程,分析了“U”型PE管折叠内衬修复施工技术要点,评价了该技术在城市给水管道升级改造中的应用优势。工程实践表明:“U”型PE管折叠内衬修复技术对城市老旧供水管修复效果良好,可有效提升供水水质,降低管道水阻,且对沿线环境、交通影响较小,综合效益显著。

铸管内壁水泥涂层打磨机改造及效果

针对铸管内壁水泥涂层打磨机在使用过程中存在的问题,对DN100-300mm×6m铸管水泥内壁打磨机的磨杆、升降吊架、磨削效率进行技术改造。改造后,磨杆运转振动量小于0.1mm,平均使用寿命达到270天,噪音明显减小;升降吊架故障减少了97%;磨削效率提高了一倍,同时铸管水泥内壁打质量明显改善;对国内同类铸管水泥内壁打机改造具有借鉴作用。

双金属复合管屈曲失效机理及临界载荷研究

为探究双金属复合管的屈曲失效机理,利用ABAQUS软件建立了双金属复合管有限元模型,考虑成型残余应力的存在,分析了弯曲过程中弯矩、椭圆度和内衬褶皱幅值随曲率的变化规律;研究了内衬管屈服强度、内衬管径厚比以及外基管径厚比对双金属复合管屈曲失效的影响,并进一步给出了临界弯矩和临界曲率的预测公式。分析结果表明:屈服强度更高的内衬管可提高复合管的临界弯矩,但会降低复合管的临界曲率;更小的内衬管径厚比和外基管径厚比均可提高复合管的临界弯矩和临界曲率;相较于临界弯矩,内衬管屈服强度和径厚比的改变对临界曲率影响更为明显,外基管径厚比的改变则对两者均具有十分明显的影响;临界弯矩和临界曲率公式预测结果与有限元计算结果的相对误差不超过4%和12%。所得结论可为双金属复合管的设计和安全评价提供参考依据。

12Cr1MoVG钢管内表面环形裂纹缺陷原因分析及改善研究

对大规格12Cr1MoVG连铸圆坯轧制的钢管内表面出现的环形裂纹缺陷进行金相及电镜观察,未发现大型夹杂,裂纹缝内氧化铁厚实,部分呈颗粒状,缝内高温内氧化点聚集,缝侧脱碳明显。通过轧制试验研究发现,钢管内表面环形裂纹缺陷是连铸坯心部V型缩孔经穿孔轧制所致。通过优化连铸拉坯速度、电磁搅拌强度、管坯加热温度和穿孔轧制方向等可以消除钢管内表面的环形裂纹缺陷。

张靖皋长江大桥南航道桥主墩围堰施工关键技术

张靖皋长江大桥南航道桥主跨采用2300 m整体钢箱梁悬索桥,是世界最大跨径悬索桥。南塔采用世界首创超高钢箱-钢管约束混凝土组合索塔,基础承台采用八边形结构,结合桥位水文地质及设计要求,承台外围设锁扣钢管桩围堰作为施工围护结构,后期兼作大桥永久冲刷防护和船撞消能设施。施工过程中,采用履带吊+振动锤/冲击锤配合特制导向架隔孔施打的施工工艺,有效解决了超长锁扣钢管桩的施沉及合龙精度的难题;利用对撑加工成桁架整体安装、基底开挖及护筒围堰壁清理、分仓浇筑水下封底混凝土、导管底口铺设钢板等工艺,极大地降低了现场施工难度,保证了超大基坑水下封底混凝土的浇筑质量,为今后同类型深基坑施工提供了有益的借鉴。

城市排水管道缺陷智能检测方法研究

针对城市排水管道缺陷自动化检测准确率低、目标定位不准确的问题,提出一种改进YOLOv8的排水管道缺陷检测模型;该模型在基线模型中引入感受野注意力卷积,并构建了C2F_RFAConv模块,通过空间感受野与卷积交互自适应学习的方式,增强模型对缺陷特征的提取能力;同时,提出一种混合注意力高低阶特征融合网络,将Backbone和Neck输出的3种不同尺度的低阶特征和高阶特征进行有效融合,增强模型学习图像全局上下文信息的能力;此外,对影响边界框回归的重叠情况、中心点距离、宽高偏差等因素进行了综合分析,设计Inner-MPDIoU损失函数,使模型适应不同尺寸的缺陷检测任务,提高缺陷目标边界框的定位准确率;经过实验验证发现,改进后的模型取得了93.9%的平均检测准确率,较改进之前提升3.7%,漏检率和误检率仅为9.1%和17.6%,较改进之前分别降低3.2%和2.7%。

内肋增强聚乙烯螺旋波纹管的抗震性能分析

为推动内肋增强聚乙烯螺旋波纹管在地震带区域的建筑和基础设施中的应用并为其提供抗震评估依据,文中采用有限元仿真分析方法,分析了内肋增强聚乙烯螺旋波纹管的抗震性能。从管道和土体特征入手,建立了土-管动力本构有限元模型,选取了合适的地震波进行时程分析,并考虑了土体与管道的相互作用。时程分析结果显示,在9度地震设防烈度下,600 mm直径、埋深4 m的管道在各个方向上的应力和变形均较小,最大应力远低于材料的应力标准值,表明管道具有足够的抗震性能。

汽油内浮顶储罐量油导向管油气挥发分析

对内浮顶罐量油导向管开孔所产生的油气挥发问题进行了分析,通过构建三维模型并利用流体力学相似原理进行数值模拟,研究内浮顶罐在冬夏季不同温度下的油气挥发状况。进油孔会导致油品的挥发,在油品储存工作中需对其进行考虑。

火炮身管内表面综合测量系统研究

研究一种用于火炮身管内表面的综合测量系统.该系统主要由环形激光发生器、反射锥镜、CCD相机以及驱动装置等组成,通过对环形激光器投射在被测火炮身管内壁上的环形光斑进行成像和分析计算,可对身管内表面的一个截面形廓进行检测;同时利用身管一段内表面在CCD相机上所成的像,可实现对膛线参数检测、内表面缺陷识别和磨损程度的检测.该系统可在驱动装置的驱动下沿着身管轴线移动,实现对整个身管内表面的综合测量.