Pipeline failures due to lightning

In the last thirty years lightning properties have been measured with a high degree of detail. Yet, the mechanisms by which lightning causes failure of buried structures are still not fully identified. This work addresses results from experimental studies and modeling of two lightning failures in buried natural gas pipelines. In both cases leaks followed by fire were caused by small punctures as a consequence of localized fusion of the pipe wall metal. Bolts hit the ground very close to the pipelines and produced the ionization of the soil in an area which was larger than their topsoil. Then, failures were caused by Joule effect, due to large currents generated by the establishment of arcs between the pipeline and the point of impact.Models to check the effect of the topsoil (burial) depth, the closeness of air-breaking metallic components and other construction characteristics on the probability of occurrence of these phenomena are reviewed. Ways to minimize the impact of this damage mechanism upon the integrity of buried pipelines are finally discussed.     

基于CFD-DEM方法的变径T型流道冲蚀特性研究

目的 研究石油开采过程中,携砂压裂液对变径T型流道壁面冲蚀磨损规律及主要影响因素.方法 针对石油压裂管汇及井下喷砂器等工具中常见的变径T型流道的冲蚀问题,建立了基于CFD-DEM的变径T型流道固液两相流冲蚀磨损预测模型,该模型中颗粒-颗粒、颗粒-壁面碰撞采用逆向迭代碰撞搜索算法,颗粒-流体耦合计算时间步长根据耦合收敛条件自适应调整.将数值方法与正交试验方法结合,分析各因素变化对均值主效应响应的优先排序和各因素的交互作用,并进行了单因素变化对冲蚀规律的影响.结果 单因素分析时入口流速增大,T型流道最大冲蚀速率和冲蚀面积均增大,冲蚀位置向支流道出口处移动,流体携带颗粒能力增强,堆积颗粒数量减小.砂比范围为5％～35％时,最大冲蚀速率与砂比正相关.最大冲蚀速率随粒径的增大而先增大后减小,随变径比的增大而减小.与最大冲蚀速率均值主效应分析结论一致,验证了正交试验结论的准确性.结论 径向流速、切向流速、管壁压力、最大冲蚀速率为衡量变径T型流道冲蚀程度的指标时,入口流速的影响最大,其次是支撑剂粒径、变径比、砂比,入口流速与其他因素的交互作用对冲蚀速率的影响最显著.     

LNG储罐弹性毡拉伸强度测试及分析

基于国家标准GB/T 17911-2018《耐火纤维制品试验方法》,采用破坏性拉力测试的方法对LNG储罐弹性毡材料进行了拉伸强度测试。求得拉伸强度的平均值,同设计要求进行对比,结果发现,弹性毡材料的拉伸强度满足工程设计的要求。另外,根据试验测得的拉力 位移曲线分析,弹性毡材料在弹性变形期间达到峰值后开始断裂,直至最终完全断开;弹性毡材料的弹性变形区的曲线较陡,而断裂期间的曲线较缓。     

Characterization of mechanical properties,fatigue-crack propagation,and residual stresses in a microalloyed pipeline-steel friction-stir weld

The influence of the friction-stir welding process on microstructure and mechanical properties of API 5L X80 skelp was investigated. Friction-stir welds were produced using welding parameters optimized to promote weld toughness. The solid-state welding process produced microstructures that significantly varied from those observed in the base metal, namely the redistribution and resizing of Martensite–Austenite constituent in the heat-affected zone and stir zone regions of the welds. Mechanical properties of the welds and base metal were evaluated with uniaxial tension testing and microhardness testing revealing overmatching welds and a hard zone within the weld stir zone. Residual stresses were determined in several directions with respect to the joint revealing that stress in the longitudinal direction is highest, yet well below material yield strength. Fatigue-crack propagation behavior was characterized in the different weld regions and base metal by testing with the compact tension specimen configuration showing that welds have impeded fatigue-crack growth compared to the base metal mostly due to welding-induced residual stress fields interacting with the crack.     

深海卷管铺设中的管道安全性分析

深海卷管铺设过程中管道发生了复杂的塑性变形,可能造成管道的失效,因此需要对管道的安全性进行评估。为此,首先对卷管铺设整个过程中管道的受力变形情况进行了分析,发现管道在上卷至卷筒时最易发生失效。其次对上卷时管道可能发生的失效形式进行了归纳和分析,获得了管道在各种失效形式下的极限承载公式。然后基于位移控制条件,得到了管道的极限弯曲半径,并结合极限承载公式,建立了管道失效的评价指标。最后以管径为16英寸（406.4 mm）的管道为实例,对管道的安全性进行评估,并采用有限元软件对管道上卷时张力对管道椭圆度的影响进行了分析。结果表明：①较大径厚比的管道在上卷时更易于满足极限载荷承载条件,但是对管道截面变形不利,当径厚比达到20时,不满足位移控制条件,已不适用于卷管法铺设;②较高的管材等级对卷管铺设中管道安全性有利;③上卷张力对管道椭圆度的影响较小,可以忽略。     

压力对水下焊条局部干法焊接电弧稳定性的影响

在压力舱中进行不同压力下的水下焊条局部干法焊接试验,采用统计分析和快速傅立叶变换研究了压力对水下电弧稳定性的影响.结果表明,铁粉低氢钾型焊条焊接主要进行粗熔滴短路过渡,随着压力的增加,短路时间由常压焊接的5~7 ms增加到8~10 ms,表明熔滴的平均尺寸增大.压力环境下,焊条熔化速度增大,弧压反馈调节系统的工作点上移,电弧电压增大.傅里叶变换结果表明,常压电弧电压信号的主要特征频率低于10 Hz,压力下电压信号的频谱图中出现大量高于10 Hz的谱线,说明信号突变性更强,电弧稳定性降低.     

铈和铂掺杂钙钛矿催化剂的第一性原理研究

用醇盐法制备了铈和铂元素掺杂的钙钛矿催化材料。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对材料进行了表征。结果表明,催化材料颗粒均匀,直径约30 nm,以钙钛矿(CaTiO3)和烧绿石(Ca2Ti2O6)共存,铈和铂元素分散均匀并形成掺杂的固溶体结构。构建了Pt(111)和铂铈原子替代钛原子的钙钛矿掺杂模型,并采用基于密度泛函理论的第一性原理对CaTixPtyCezO3材料的形成能、态密度和吸附性能进行了对比研究。结果表明,CaTi0.9Pt0.05Ce0.05O3对NH3的吸附能与Pt(111)最接近,掺杂使体系吸附能降低,有利于氨氧化催化的吸附和脱附。     

中海油轻脱沥青油生产环保橡胶油研究

文章介绍了以中海油某轻脱沥青油为原料,通过糠醛精制工艺生产环保橡胶油及高芳烃环保橡胶油的研究,文中探讨了工艺条件对产品性质的影响。结果表明,通过糠醛一次抽提工艺可得到CA值12.0%左右的环保橡胶油,通过糠醛两次抽提工艺可以得到CA值18.0%以上的高芳烃环保橡胶油,且CA值最高可达25.7%,达到国内外先进水平。     

PYRENEES FPSO油气系统酸性环境下设施的选材

通过对PYRENEES FPSO目标油气田H_2S和CO_2伴生气在上部模块油气系统中含量的模拟以及分压计算,按照相应NACE和NORSOK标准及业主规格书要求,分析评估了油气系统H_2S和CO_2的腐蚀影响,确定材料要求,最后明确系统酸性环境下设施材料的具体选用原则。     

基于ETAP PowerStation的海上平台电力系统谐波分析

随着海上平台谐波污染问题日趋严重,谐波分析和抑制已成为海上平台电力系统设计运行必须研究的重要课题。而通过电力系统分析仿真软件去对系统进行谐波分析研究已逐渐成为电气工程师的主要应用工具。首先概述电力系统谐波分析的特点及主要抑制手段,随后介绍强大的电力系统分析仿真软件ETAP PowerStaion的功能特点,并通过具体实例,介绍如何采用ETAP PowerStaion对系统进行谐波分析和滤波器选型预测。