Hot Blast Flow Measurement in Blast Furnace in Straight Pipe

This article shows an innovative method to model and validate the hot air flow through the blast furnacés tuyeres. This study will be the basis for flow measurements implementation and safety interlocks for the pulverized coal injection. The flow measurements were taken in the blast furnace down leg pipes by installing refractory Venturi tubes. The system for the calculation of differential pressure takes into consideration the dimension of the Venturi, the air density and compressibility. The objective is to specify the flow transmitters required to automate a control system and implement safety interlocks for the coal injection plant.

长直管道预混气体爆燃波系演化过程研究

为减少工业场所可燃气体生产、运输和储存过程中气体爆炸事故的发生,利用自主搭建的200 mm×200 mm×35 m方形管道和直径为90 mm、长度为10 m的圆形管道,在相同的初始条件下,运用体积分数为9.5%的甲烷/空气预混气体开展爆炸试验,结合压力、火焰传感器对其进行研究。结果表明:2种不同尺度、不同截面的管道中波系演化过程是相同的,点火后火焰由层流向湍流转变,火焰加速导致压缩波相互追赶,最终形成强激波;速度在2种长直管道中的变化趋势相同,都经历了加速—减速—再加速—再减速的过程,方管和圆管中火焰速度最大分别达到69和35.7 m/s,第一道压缩波经壁面反射后压力上升至117%和114%;当反射波与火焰阵面耦合作用时,方管和圆管中火焰速度分别降至73%和93%;体积分数相同的条件下,2种长直管道中第一道压缩波的最大压力值相近,方管中为65.45 kPa,圆管中为67.09 kPa。

一种JCO成形压下量计算的改进方法

针对大型直缝焊管JCO成形过程中难以准确得到压下量的难题,文中提出了一种根据计算折弯角的大小来计算压下量的方法。其关键为:在考虑预弯和最终成形具有一定开口的前提下,对每一道次的折弯角进行分配,通过理论分析给出每一道次折弯角的计算公式。建立JCO成形的有限元模型,通过分析应力应变状态,获得板料成形过程中的回弹情况和形状演化规律。研究了X65钢的JCO成形过程,当成形道次为17时,通过理论解析获得了每一道次折弯角为16.3°。运用有限元模拟,分析板料成形压下量和回弹后折弯角的关系,通过对模拟结果进行线性拟合得到了理论解析式,得到了每一道次折弯角对应的压下量,试验和理论压下量对比,平均相对误差为6.45%,证明了该方法的可行性和精确性。

次级源和误差传感器布放对带弹性障板的充液直管声振复合有源控制的影响

针对充液管路系统噪声有源控制问题,研究了次级源和误差传感器布放对带弹性障板的充液直管管路系统有源消声与有源消振复合控制效果的影响。基于声固耦合方法建立了带弹性障板的充液直管管路系统的有限元模型,在声激励下对比了次级声源布放对系统有源消声性能的影响,并在组合激励下分析了次级力源、次级声源和误差传感器布放对系统复合有源控制的影响。结果表明,非对称分布的次级声源容易激起管壁振动,进而带动障板振动,导致有源消声效果不佳;采用对称分布的次级声源可使低频段的降噪量提高10 dB以上。复合有源控制可进一步提升全频段的控制效果。通过增加振动误差传感器数量,可使绝大多数频点的降噪量提高1∼20 dB不等。此外,在管壁上布放的两圈次级力源的间距小于管壁振动波长的1/4,且都不位于管壁振动节点附近时控制效果更好。

具有弹性支承的周期性输流直管的振动分析

利用Laplace变换法对修正流动模型的输流直管的流体诱发振动微分方程进行推导,得到位置相关项的解的具体表达式,基于欧拉-伯努利梁理论并经过化简最终导出输流直管的传递矩阵表达式,进一步获得整个管路系统的特征方程。相比于基于波动方法的传递矩阵法,该方法的特征方程仅为2阶,大大节省计算时间。通过与微分变换法对比发现,运用两者计算输流管路固有频率所得结果几乎一致。考虑到制造误差能够导致管路材质不均匀,用周期性来近似描述材质的不均匀性,利用该方法计算具有弹性支承的周期性输流直管的颤振临界流速,发现材质的不均匀段长度越小,结果越接近纯悬臂式输流直管,运用该方法可以优化弹性支承(包括弹性系数和安置位置)和材料特性,可将其推广至复杂结构的输流管路的动态特性研究,其可为设计人员提供精确的计算结果。

船舶管子柔性产线控制系统设计与实现

随着先进制造技术不断提升迭代以及产品质量追溯管控要求,船舶管子制造也由传统粗放的生产模式不断向自动化生产模式演变,众多船厂逐步实现并推广,以便消除制造效率与焊接质量等方面的瓶颈。为了提高产线自动化水平,应不断优化和改进相应产线控制系统。结合现场实际调研需求,梳理管子自动化产线制造工艺,并从系统功能、数据库设计、系统集成等方面进行研究与实现,以满足管子自动化产线任务接收,对具有限定条件的柔性管加工生产线精细化管理。通过任务的合并标序,完成无序上料到有序生产的能力建设。通过全周期的监控并控制自动化产线,实现安全、有序、高效的无人化生产。

出口弯管对通风机性能的影响

为解决煤矿生产工作面由于现场条件的局限性导致通风机性能无法充分发挥的问题,重点对通风机连接直管段长度和正反接弯头下对应的性能进行对比。根据试验需求制定了试验方案,并提出两种试验方案;具体对直管段长度与弯头连接方式对通风机全压的影响进行对比,所得的试验结论可指导实践生产中通风机的安装。

直连绳索取心钻杆分区热处理技术研究

为了提高绳索取心钻杆的性能,对直连绳索取心钻杆的受力情况、结构特点以及传统处理工艺进行分析,提出了分区热处理的工艺。通过对两端进行热加工处理,使钻杆中间管体区域和两端热处理螺纹区域性能出现差异,提高两端综合强度的同时改善螺纹部分的受力状态,可使钻杆柱既具有高强度又兼具柔性,大幅提高钻杆机械性能以及耐磨性。其中调质硬度HRC33~38能在保证管体延伸率与正火、回火基本一致的情况下,强度提高37.7%,硬度提高40%,抗冲击性提高46.7%。调质硬度HRC38~42时,材料的耐磨性提高9.1%。更适合全液压钻机施工及深孔钻进,为钻探施工提供了钻机、钻杆配套性的优选方案。

八钢2500m^(3)高炉直吹管烧穿原因及对策探讨

本文结合八钢新区ABC高炉直吹管的特点和2022年度以前直吹管送风装置的烧穿事故,分析了其对高炉生产和安全的影响,通过对直吹管使用过程中发红的控制,以及残骸烧损的诊断、分析,制定了针对性的防范措施,延长了直吹管的使用寿命、有效杜绝了直吹管烧穿事故的发生,并取得了较好的效果。

相控阵超声技术在直缝埋弧焊管自动检测中的应用

采用相控阵超声技术对油气输送焊管的焊缝缺陷进行检测,介绍了检测系统的组成和检测原理,并开展了直缝埋弧焊管道的现场检测试验。试验结果表明,与常规脉冲回波超声技术相比,直缝埋弧焊管的相控阵超声自动检测系统具有检测精度高、检测效率高、缺陷检出率高、检测结果显示直观等优势,可以快速、高效地对直缝埋弧焊管焊缝进行检测,具有广阔的发展前景。

多管道箱体安装连接直线度检测技术研究

多管道箱体的安装质量直接影响系统的整体运行效能和稳定性。管道铺设的直线度是评定安装品质的重要指标,直线度偏差会导致管道应力集中、振动等问题,严重影响系统运行的稳定性。因此,如何实现多管道箱体构造安装接合部位的高精度直线测量成为一个关键课题。文章主要分析多管道箱体的安装连接直线度检测工作的重要性以及现有的检测方法,并通过实际案例分析,探究先进检测技术的应用成效。

浅层稠油开采用全液压斜直井修井机研制

目前国内用于油田浅层稠油开采中的斜直井修井机技术相对落后,还不能满足现场作业的要求。提出了全液压斜直井修井机的设计方案和技术参数;对该修井机的主要零部件和系统(如液压系统、游动吊卡、抓管机、可调底座、支架、接送管装置、油管对中及上卸扣装置等)进行了详细设计。全液压斜直井修井机经过试制和一年多的现场应用,结果表明:其结构设计合理,使用安全可靠,减少了作业人员,大幅降低了作业人员劳动强度。

基于PIPENET的AP1000主蒸汽管道汽锤计算

本文通过汽锤力载荷的简化计算方法求解汽锤载荷力。应用PIPENET软件对国内某三代核电厂蒸汽发生器到主蒸汽母管之间的蒸汽发生器系统进行建模。利用瞬态计算功能模拟汽锤发生及衰减过程,给出最大汽锤压力、管系中最大汽锤载荷、该载荷发生的时间及管道位置。并与西屋公司的管道应力计算文件进行对比分析,验证了该计算方法。

Crack Detection in Pipes with Different Bend Angles Based on Ultrasonic Guided Wave

Pipeline plays an indispensable role in process industries,because the progressing crack-like defects of in it may result in serious accidents and significant economic losses.Therefore,it is essential to detect the cracks occurred in pipelines.The axial crack-like defects in elbows with different angle are inspected by using the T(0,1)mode guided waves,in which different configurations including 45°,90°,135°and 180°(straight pipe)are considered respectively.Firstly,the detection sensitivity for different defect location is experimentally investigated.After that,finite element simulation is used to explore the propagation behaviors of T(0,1)mode in different bend structures.Simulation and experiment results show that the crack in different areas of the elbow can affect the detection sensitivity.It can be found that the detection sensitivity of crack in the middle area of the elbow is higher compared to the extrados and intrados of the elbow.Finally,the mode conversion is also investigated when the T(0,1)crosses the bend,and the results show that bend is a key factor to the mode conversion phenomenon which presents between the T(0,1)mode and F(1,2)mode.

疏浚钢管直管段磨损试验研究

输送钢管的磨损一直是疏浚行业重点研究的问题之一,文章对管径DN50,材质Q235,长度300 mm的直管段在40%粗砂体积浓度下的磨损以及粗砂自身磨损情况进行了试验研究。结果发现,同一批次粗砂在4.2 m/s流速下持续对直管段的磨损率随时间呈下降趋势,前8 h的磨损率为1.875 g/(h·m),后2次16 h的磨损率仅为0.52 g/(h·m)和0.42 g/(h·m),经40 h磨损后,粗砂中值粒径由0.82 mm降至0.75 mm;不同批次粗砂在4.2 m/s流速下每8 h对直管段磨损量与时间成线性关系,斜率约为0.5188,平均磨损率约为1.736 g/(h·m),试验前后粗砂中值粒径基本不变;粗砂对直管段的磨损率随流速增大而增大,在2.2 m/s、3.2 m/s和4.2 m/s流速下的磨损率分别为0.625 g/(h·m)、1.25 g/(h·m)、1.875 g/(h·m),与流速成线性关系,试验前后的粗砂中值粒径基本不变,但在5.2 m/s流速下,直管段磨损率陡增至3.54 g/(h·m),粗砂中值粒径由0.82 mm降至0.72 mm。研究结果可为管道磨损估算,以及管道磨损的数值仿真提供试验数据支撑。

煤矿巷道掘进长距离快速超前钻探工艺策略及配套机具研究

随着我国煤炭资源开采深度的逐步增加,地质条件和围岩环境日趋复杂,掘进时面临水害、瓦斯等灾害的程度日益增大,超前钻孔作为探查和治理灾害的必要通道,日益严重的采掘失衡对长距离快速超前钻探技术的需求极为迫切。首先,结合煤矿安全相关规程和煤矿巷道掘进工况,分析了巷道掘进对于超前钻探的需求。然后,根据“长距离快速超前钻探”的要义,分析了目前钻探工艺技术存在的“复杂地层钻孔深度不足”“钻孔偏斜严重”“硬岩钻进效率低”3个关键技术问题。其次,针对3个关键技术问题总结研究了“复杂跟管钻进技术”“钻孔防偏技术”“硬岩高效钻进技术”。针对复杂地层因钻孔坍塌难以成孔的难题,总结了不同护孔技术及配套机具,分析了其对于不同工况的适用性,开发了孔底驱动快速跟管成套机具,将复杂地层钻孔深度延长2~3倍;针对回转钻进工况下的超前探孔防偏难题,分析了回转钻进偏斜的力学机理,从抑制钻孔倾角和方位角的角度分析了防偏钻具的原理、结构以及性能,研发了能够同时稳定倾角和方位角的单动式保直钻具,钻进过程中外管不转、芯轴带动钻头旋转破岩,现场试验表明能够同时将倾角和方位角偏斜率控制在1.5(°)/100 m;针对硬岩巷道超前钻探存在的效率低、破岩刀具磨损快等问题,分析了不同硬岩高效破岩机理并综合阐述了对应的破岩机具及配套技术与装备,研制了基于主动抑振原理的小直径稳压提速钻具,在岩石坚固性系数f为12的煤系石灰岩地层中提速1.5~2倍。最后,针对超前探钻孔“护孔”“防偏”“提速”3个关键需求,提出了相应工艺机具的发展方向。

导磁体对高频直缝焊接管中频感应加热影响研究

导磁体在中频感应加热中具有聚磁作用,可降低空气隙磁阻对励磁电动势的消耗,从而改善焊缝质量。为提高高频直缝焊接管性能,建立了中频感应加热磁-热耦合模型,结合测温试验研究了导磁体在中频感应加热中的影响规律。结果表明:增大导磁体宽度可显著增加进入焊缝区域的磁感线从而改变中频感应加热中磁场和温度场的分布,增大导磁体厚度可减少漏磁从而在一定程度上改善中频感应加热质量,增大导磁体角度将降低中频感应加热最高温度的同时可以减小管壁温差。该研究对导磁体在高频直缝焊接管中频感应加热中的应用具有理论指导作用,有助于推动高频直缝焊接管高质量发展。

改进Canny算法检测直缝焊管焊缝位置

针对传统Canny算法在识别直缝焊管焊缝边缘时易受噪声干扰、强弱边缘连接不佳等问题,通过分析直缝焊管图像特点,提出一种改进的Canny算法检测直缝焊管焊缝位置方法。首先在进行非极大值抑制中引入了梯度方向局部均值偏差;其次对非极大值抑制之后的点利用大津法计算阈值;最后通过实际采集焊管图片强弱边缘分布特点将强边缘边界所连边界作为附加连接条件。通过实验验证改进的非极大值相对于传统方法抑制能够有效的抑制噪声点并保留边缘信息,在直缝焊管焊缝边缘位置识别中改进的Canny算法相对于传统边缘检测算法能够抑制噪声干扰,保留更多的焊管边缘与焊缝边缘,因此较好的满足实际使用需求。

中长距离压力管道裂缝缺陷微波检测研究

本文探究了微波无损检测技术在中长距离压力管道的裂缝缺陷检测中的应用。从理论上分析了微波在具有弯曲的压力管道内传输的特点以及裂缝检测的方法。通过仿真模拟了微波在中长距离管道内的传输以及经过弯管后的微波模式的改变,验证了在直管道与弯曲管道中检测裂缝缺陷的可行性。构造长度超过5 m,直径为8 cm的直管道与弯曲管道,使用矢量网络分析仪与螺旋天线将微波导入管道中,对轴向、周向以及斜向裂缝进行检测,观察无缝与有缝甚至多条裂缝情况下的S11参数的幅度的改变并确定裂缝所在的位置。对于直管道中的轴向,周向和斜向裂缝检测,误差分别为管道总长的0.047%、0.018%和0.298%,对于弯曲管道中轴向、周向和斜向裂缝检测,误差分别为管道总长的0.074%、0.065%和0.203%,表明建立了一种有效的远程检测中长距离管道裂缝的方法。

直缝与螺旋缝埋弧焊管静水压爆破试验结果比较研究

统计了46根直缝埋弧焊管、41根螺旋缝埋弧焊管的静水压爆破试验的结果,分析其爆破特征,计算实际屈服压力/理论屈服压力、实际爆破压力/理论抗拉压力、实际最高抗拉压力/理论抗拉压力的比值,分析起爆点和止裂点位置、爆破裂口的方向和长度特征、起爆点在钢管的位置特征等,研究二者的差别。分析认为,直缝与螺旋缝埋弧焊管的综合质量性能良好,都能满足油气长输管道的使用要求,在一些具体细节上略有差异。