再论高压大口径管件的设计计算方法

中国天然气长输管道工程阀室和站场用国产高压大口径管件,由于采用数学分析法导致大壁厚管件质量难于得到保证,而进口管件采用验证试验法计算得到的壁厚较小,不存在管件制造装备和制造工艺上的难题,管件质量和安全性得到了保证。通过工程实例中进口与国产管件的对比,说明应采用验证试验法进行管件设计计算,提出采用验证试验法需依据的标准应以国外标准为宜,并论述了采用管件验证试验法计算壁厚的相关技术问题,包括规范结构型式与尺寸,和规定制造工艺规范。     

站场钢制管件及设备的设计计算、制造与标准

论述了油气集输和长输管道用无缝钢管标准的区别,三通、弯头壁厚计算的两种方法,指出设计验证试验是一种较数学分析法更为先进的设计计算方法;论述了热弯弯管壁厚附加量取值应考虑的问题,三通应推广采用模压拔制结构形式;指出管件制造中必须首先编制MPS,原材料入厂复验的目的及应注意的问题;论述了现行管件标准存在的不足之处,指出急待修订现行管件标准以确保管件质量和工程的安全可靠性的重要性。     

高精度高频铝焊管机组生产工艺研究

为了解决汽车发动机水散热器用覆层铝合金管焊接难度大、焊后容易出现各种缺陷的问题,设计研发了生产汽车水散热器管的高速高精度高频焊管机组。介绍了该机组的生产工艺流程及其主要设备,并对成型时各边缘变形过程中的形状参数进行了分析和计算。该机组可以生产壁厚0.25～0.3 mm的高频焊散热管,产品经过成品检验和爆破试验验证完全符合相关标准的要求。该高频焊管机组具有焊接速度快、成型性良好的特点,该机组还采用了独特的干式成型焊接工艺,有效解决了焊接过程中的二次污染和原材料腐蚀问题。     

外径和壁厚的制造偏差对管道可靠度的影响

管道外径和壁厚是管道设计的重要参数，但由于现有工艺技术的限制，在制作过程中外径和壁厚必然存在一定的制造偏差，对管道可靠度会造成一定影响。为明确外径和壁厚的制造偏差对管道可靠度的影响，首先通过管道几何尺寸测量仪获得了管道的外径与壁厚数据，研究了管道外径和壁厚的分布规律；然后建立计算管道压力的极限状态函数，利用一次二阶矩法推导了考虑管道外径和壁厚制造偏差影响的管道可靠度计算公式；在此基础上，研究了管道外径和壁厚的平均值与标准差对管道失效概率的影响，并分析了管道失效概率对各个影响因素的敏感程度。研究表明，管道外径制造偏差对管道可靠度的影响较小，而壁厚制造偏差对管道可靠度的影响相对较大。因此，在管道加工制作过程中，应严格控制壁厚的制造偏差。     

管道试压封头的选用及设计

文章以现行压力容器、金属管道设计规范及管件标准为依据,讨论了常用管道试压封头如:椭圆形封头、平盖封头、盲板法兰、法兰盖等封头壁厚的设计选用,并探讨了加强肋平差封头壁厚的计算方法。在长庆气田施工中多次应用验证,用这些计算方法确定的管道试压封头,安全、可靠、经济。     

中美俄输气管道工艺设计标准差异研究

中亚地区是我国海外管道投资合作重点地区。为提高管道输送工艺设计的科学性和经济性,应研究国标、美标和俄标在管道输送工艺设计方面的技术差异,包括地区等级划分、壁厚计算和压力试验等内容。研究表明:国标和美标按照管道沿线户数划分地区等级,俄标按照管段类型和设备功能划分地区等级;国标和美标按照管材屈服强度计算壁厚,俄标按照管材抗拉强度计算壁厚;国标、美标和俄标分别按照设计压力、最大操作压力和工作压力确定强度试验压力。由此得出结论,应酌情提高国标地区等级的户数,俄标的壁厚计算值高于美标和国标,俄标在试压介质和稳压时间上更严格,国标在高强度水压试验方面,与美标和俄标存在差距。     

天然气管道穿越灵川甘棠江设计总结

针对天然气管道穿越河流设计方法进行了总结,归纳了设计过程中穿越方法的选择,管材及管件的选择,壁厚计算、强度及稳定性的计算,抗浮计算等。     

缩径管的开发与应用

简述了新的管件品种——缩径管的研制开发过程,介绍了产品的结构尺寸和联接型式的设计、制造工艺的研究以及验证试验、应用特点等。     

等壁厚关键参数对螺杆钻具衬套性能影响研究和试验分析

根据Mooney-Rivlin双参数模型建立橡胶衬套本构关系,取橡胶泊松比为0.5,做不可压缩处理,确定弹性模量、剪切模量等相关材料参数.根据定子轮廓方程确定结构尺寸,建立定转子接触模型,完成等壁厚衬套厚度由5 mm变化到12 mm、马达头数为3∶4、5∶6、7∶8条件下等壁厚衬套性能对比分析,完成等壁厚衬套厚度、马达头数变化对螺杆钻具性能影响研究.根据计算结果优化钻具结构参数并完成等壁厚衬套试验分析,试验数据给出了压差由1.93 MPa变化到5.90 MPa时,扭矩、转速、容积效率、总效率的变化规律.等壁厚结构关键参数对衬套性能影响的计算结果,为确定制造参数、提高钻具性能提供基础.     

中俄天然气管道工程全自动不等壁厚焊接工艺研究

大口径不等壁厚连头焊接时,由于壁厚不同,易导致根焊高度不同;采用焊条电弧焊或RMD根焊时,厚壁侧极易产生咬边或未熔合;因焊接停留时间控制不当出现埋藏性气孔缺陷;内焊道也会与厚壁侧内壁母材产生夹角,形成假未熔合现象。针对上述问题开展了中俄天然气管道工程全自动不等壁厚焊接工艺研究,确定了不等壁厚的焊接工艺;根据接头设计型式,选取了适合的焊接方法及各层焊接工艺参数,探索了根焊和外焊接的技术操作特点,并通过预定参数进行大量的焊接试验,焊接出合格焊口。     

深水海底管道的抗压溃屈曲性能试验研究

为了明确深水海底管道的抗深水压溃性能,防止管道发生压溃屈曲及屈曲扩展破坏,采用有限元模拟及实物管件外压测试试验的方法,对开发的X70钢级Φ914 mm×36.5 mm规格深海用厚壁直缝埋弧焊接钢管管件在35 MPa均布外压载荷下的抗深水压溃屈曲性能进行了试验研究。深海高压模拟试验舱外压测试试验表明,管件在不承受内压的条件下,最大外压加载至35 MPa,并保压15 min,管件无失稳、凹陷或压溃现象,管件的变形属于弹性变形。研究结果表明,试验管件的强度能够承受35 MPa的静态外压载荷,具备抵抗相当于3 500 m水深的海底管道的压溃屈曲能力。     

管道泄漏注脂嘴带压更换装置的开发及应用

天然气长输管道在运行过程中,天然气容易在阀门注脂嘴处泄漏,造成大的安全隐患。为了妥善解决这类问题,通过研究、设计和多次试验改进后,成功开发出一套操作简单、安全可靠、经济实用的带压在线更换泄漏注脂嘴装置。该装置主要是参照带压开孔机的工作原理,采用引流降压技术,模拟人工拆装普通螺栓的方法研制而成,可以在不停输的情况下在线更换泄漏的注脂嘴。整个装置主要由带隔离球阀的主体部分、套筒操作杆、固定索具、泄压放空管四部分构成,文章介绍了该装置的使用方法及其成功应用情况。     

奥氏体不锈钢管件固熔快速验证

奥氏体不锈钢管件出厂前未进行或未严格按固熔工艺进行固熔热处理,现场验收时从外观上无法进行检验。文章简要介绍了固熔原理,阐述了现场采用里氏硬度仪对奥氏体不锈钢管件进行快速硬度检测的方法,给出了判断管件是否进行了合格固熔热处理的判据。该方法的工程应用表明,效果良好。     

压裂管汇无损检测方法改进

:按照现有无损探伤检验标准检验合格的压裂管汇在压裂作业时出现了管件刺漏、爆裂等情况。分析了压裂管汇中管件结构的特点和现有的无损检测方法的适用性。增加了管件的检测部位,改进了检测方法,并研制出了能检测不同形状和尺寸管件的超声波探头和比对试件。采用改进的无损检测方法,检测出不合格管件数增加44.9%。新增加检测部位后,检测出不合格管件数增加63.7%。目前已应用改进的无损检测方法1 a多,在压裂作业时未出现高压管件刺漏或爆裂情况。     

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文献[1]用灰色系统方法预测油气管道投资费，其计算步骤较多，计算繁琐。文章采用计量经济学中的新方法－－普通累积法预测管道投资费。该方法与文章建立的二次曲线模型既可拟合历史管道投资费，又可预测建设期的管道投资费，计算方法比灰色预测更简捷。预测结果与灰色预测结果比较，相对误差仅为1．524％。为进一步验证用普通累积法预测管道投资费的可靠性与准确性，对价格指数的时间序列分3种情况进行了数据拟合和事后预测，其拟合值、预测值与实际值的相对误差均小于5％，平均绝对误差均小于1．685％，其预测值与灰色预测值的相对误差均小于2．428％，证明该方法和文章建立的二次曲线模型能较准确地反映价格指数的变化规律，是价格指数和管道投资预测方法的扩充。文中还对文献[1]建立的4个管道投资费的管径、壁厚回归模型作了改进，扩充至6个回归模型，以便在拟合的管径、壁厚范围内其管道投资费都可以计算。同时，还强调了预测与计算中应注意的两个问题。     

基于应变设计管道局部屈曲应变极限值的计算

已有的管道设计主要采用基于应力的设计准则,但对于诸如地震、滑坡、海底管道敷设等位移控制情况下的管道,基于应力的设计准则偏于保守,采用基于应变的设计方法将更为科学合理。为了探究管道基于应变设计方法的应用情况,对相关规范中基于应变设计的内容进行了总结和比较,对以应变为基础的设计准则适用情况也进行了说明。比较发现挪威、加拿大等规范中管道局部屈曲压应变限值公式存在差异,在不同径厚比和设计压力下分别采用上述公式对管道压应变限值进行了计算,结果表明：加拿大规范公式和日本SUZUKI公式较为保守。为适应实际工程应用需求,建议在不考虑设计压力时取0.3 t/D（D为管道外径;t为管道壁厚）作为对管道压应变极限的保守估计,需要考虑设计压力时采用加拿大规范中的公式。我国目前还没有建立与失效模式相对应的基于应变的管道设计准则,相关研究成果可为我国在相关领域的探索提供参考。     

海底管道S型铺设的计算机辅助设计

在S型海底管道铺设设计中,通常采用手动建模并调整作业线设置参数的传统设计方法.鉴于该传统方法存在费时、费力、无法用于复杂结构的托管架等局限性,开发出一套海底管道S型铺设辅助设计程序.该程序能够为任何形状的作业线建立精细的托管架模型,并自动计算最佳设置的支撑滚轮坐标.该程序采用有限元方法对海底管道静态S型铺设问题进行求解...     

直流正接在双丝埋弧焊中的应用

在采用多丝埋弧焊工艺焊接小直径、薄壁厚的钢管时,由于钢管壁厚小,易造成内焊烧穿,为避免烧穿而减小焊接参数时又会带来焊缝内部气孔、夹渣等缺陷,通过改变焊接电源极性的方法,即两丝埋弧焊内焊的第一丝采用直流正接的方法来解决此问题。选择壁厚为10.3 mm规格钢管进行试验,内焊第一丝（前丝）电源极性采用直流正接,二丝（后丝）采用交流的焊接工艺,焊缝质量良好,且各项力学性能指标均满足标准要求。     

脉冲试井模型多参数自动拟合方法

脉冲试井是干扰试井的一种,参数解释常规方法可归纳为切线法、割线法、图版拟合法及参数匹配方法,以上方法解释过程均是运用了生产数据中一些特殊点进行图版解释,因此存在数据利用率低、解释速度慢、拟合精度不高等缺点。建立脉冲试井井储表皮模型,结合非线性回归技术,提出有界信赖域优化分析方法求解脉冲试井模型中的储能系数、流动系数、表皮因子、井筒存储系数等6项参数。用该方法拟合某油藏脉冲试井生产数据,得到拟合值的最大相对误差为6.49%,平均误差为2.98%,同时该方法是自动拟合技术,不受人为因素影响,并具有超线性拟合速度。     

消防给水用双面涂覆钢管生产及应用*

为了解决传统消防给水用管及其连接件自身防腐蚀、防结垢和抗菌等性能较差,严重影响使用效果的问题,引入了一种新型消防给水用管,即双面涂覆钢管。介绍了双面涂覆钢管防腐层材料的选型及其防腐机理,双面涂覆钢管的生产工艺、检验方法及安装应用等。分析认为,双面涂覆钢管不仅具有钢管的优点,又具有防腐性能优良、水力性能好、耐高温性能强、安装方法多样等优点,其应用范围必将越来越广。