含缺陷管道剩余强度评价方法

针对不同的缺陷类型,介绍了国内外含各种缺陷管道的剩余强度评价方法及其进展,阐述了剩余强度评价的技术思路。提出了目前剩余强度评价方法及理论中需要完善和改进的若干方面。     

含缺陷管道剩余强度评价方法探讨

在役管道的安全可靠运行是目前世界各国油气储运行业普遍关注的重大课题,而在役压力管道剩余强度评价是保障管道安全可靠运行的基础工作,其评价结论直接为管线的运行参数提供理论依据,同时指导管线的安全生产管理。阐述了在役管道剩余强度的评价方法,比较了各种评价方法的优缺点。通过对比得出,有限元法能对较为复杂的管道腐蚀缺陷进行数值模拟,是管道剩余强度分析的一种有效的评价方法。     

含缺陷石油管道应力分析

以陆地输油管线和海底输油管线为例，介绍了石油管道的受力情况，重点分析了管道现场焊接接头区，管道施工与运行过程中通常可能出现的缺陷以及应力分布，为管道设计和建设及建立适合于我国实际情况的油气管道缺陷评定规范提供了基础理论依据。     

ANSYS法对含腐蚀含缺陷管道的剩余强度评价

文章采用ANSYS有限元法对含有缺陷的天然气管道的剩余强度进行分析,分析轴向腐蚀缺陷的长度和深度对管道剩余强度的影响,以及周向腐蚀、均匀腐蚀对管道剩余强度的影响.分析表明:采用有限元方法对含腐蚀缺陷管道计算剩余强度是可行的,以及各种腐蚀状况下管道的剩余强度.有限元分析法可为实际工程应用提供理论参考依据.     

不同尺寸双点蚀缺陷管道剩余强度分析

现有的双腐蚀缺陷管道剩余强度评价规范大多以轴向均匀腐蚀为研究对象,评价双点蚀缺陷管道时结果偏保守,导致管材浪费严重。利用非线性有限元分析方法,对含有交互影响双点蚀缺陷管道的剩余强度进行分析,验证了分析方法的可靠性。在此基础上,研究轴向间距对带有不同尺寸双点蚀缺陷管道失效压力的影响。分析表明:不同尺寸双点蚀缺陷,可将ls作为交互影响的临界间距,超过此间距,双点蚀缺陷相互作用可以忽略;由于腐蚀坑形状系数n的不同,相比直径差距,双点蚀缺陷深度差距对缺陷管道失效压力的影响明显增加;在双点蚀缺陷交互作用区间0ldls,双点蚀缺陷管道失效压力随轴向间距呈对数函数变化。     

含体积型缺陷油气管道剩余强度评价标准对比分析研究

从适用范围、限制条件、基本评价准则、关键参数取值、公开试验数据等方面对比分析了国内常用6项油气管道体积型缺陷剩余强度评价标准。结果发现:在原理上,ASME B31G-2012、API 579-1-2007、SY/T 6477-2014、SY/T 6151-2009均采用了失效应力评价方法;GB/T 19624-2004也基于极限载荷评价,但没有使用鼓胀因子;BS 7910-2013以失效评估图横坐标是否达到临界值作为评判准则。在适用范围上,6项标准均可进行钢管、焊缝缺陷的评价。标准通用限制条件为:管道材料是韧性的,不存在疲劳环境,服役温度满足设计要求,不存在应力集中,非尖锐缺陷。对于焊缝气孔、夹渣、咬边缺陷基于尺寸的直接评价,可依据BS7910-2013或GB/T 19624-2004进行。对于典型体积型缺陷的剩余强度评价,建议的选择次序为:国外标准ASME B31G-2012、API 579-1-2007、BS7910-2013,国内标准:SY/T 6151-2009、SY/T 6477-2014、GB/T 19624-2004。     

含腐蚀缺陷管道的剩余强度评价方法

在役管道安全可靠运行是目前世界各国油气储运行业普遍关注和迫切需要解决的重大课题,而在役压力管道腐蚀剩余强度评价是为保障在役压力管道安全可靠运行的基础工作,其评价结论直接为管线运行的操作工艺、运行参数提供理论依据,同时指导管线安全生产管理.系统阐述了在役管道剩余强度的评价方法,比较了各种评价方法的优缺点.通过对比得出,有限元法能对较为复杂的管道腐蚀缺陷进行数值模拟,是管道剩余强度分析的一种有效的评价方法.     

两种含体积型缺陷管道剩余强度评定规范对比

对API 579和F101这2种目前常用的腐蚀管道剩余强度评定规范中的一些相似点进行了比较,并通过实例说明了各自的优、缺点.     

含腐蚀凹坑缺陷管道的极限载荷研究

腐蚀凹坑是石油与天然气输送及石化管道常见的缺陷之一 ,会使管道产生应力集中 ,抗疲劳载荷能力降低。为寻求腐蚀球形凹坑对压力管道极限载荷的影响 ,用有限元弹塑性分析法和试验方法 ,对含腐蚀球形凹坑缺陷的压力管道进行研究 ,得到了含不同球形腐蚀凹坑缺陷压力管道在内压和弯矩联合作用下的极限载荷。试验研究证明 ,在内压和外弯矩作用下 ,腐蚀球形凹坑底部应变值最大 ,并首先屈服 ,试验测定载荷 -应变曲线与有限元计算的基本一致 ,最大误差为 7 3 2 %。腐蚀凹坑半径相同时 ,管道的极限载荷随凹坑深度的增加而降低 ;而凹坑深度相同时 ,极限载荷随凹坑半径的加大而降低。     

在役管道剩余强度评价方法

经多年使用后的在役管道,存在不同程度的失效,因此,就要对其剩余强度进行评价.目前,对在役管道的剩余强度评价有两种方法:①SY/T6151钢管管体腐蚀损伤评价;②美国ANSI/ASME B31G钢管剩余强度评价.以某φ529mm×7mm在役管道为例,对其剩余强度进行了评价.结果表明:这两种评价方法的计算结果基本一致,评价方法可行.     

油气管道并行敷设热力影响

对两条输油管道并行敷设的热力影响规律已有研究,但对输气管道和输油管道并行敷设热力影响情况尚未清楚。采用有限容积和有限差分相结合的数值模拟方法,对工程实际中可能存在的3种典型油气管道并行敷设方式（热油管道与输气管道低温段,冷输油管道或热油管道低温段与输气管道高温段以及热油管道与输气管道高温段并行敷设）的热力影响规律进行了研究。在这3种并行敷设方式下,分析得到了并行敷设的油气管道采用不同管间距时,沿线油温和气温相对于单管敷设的最大温差变化范围和热力分布特征。     

Simulation of single phase non-Newtonian flow characteristics of heavy crude oil through horizontal pipelines

The effect of diameter, velocity, and temperature on flow properties of heavy crude oil in three horizontal pipelines using computational fluid dynamics (CFD) was studied. The flow characteristics were simulated by using CFD software, ANSYS Fluent 6.2. The mesh geometry of the pipelines having inner diameter of 1, 1.5, and 2 inch were created by using Gambit 2.4.6. From grid independent study, 221, 365 mesh sizes were selected for simulation. The CFD ANSYS Fluent 6.2 Solver predicted the flow phenomena, pressure, pressure drop, wall shear stress, shear strain rate, and friction factor. A good agreement between experimental and CFD simulated values was obtained.     

地下水封石洞油库竖井内管道设计

地下水封石洞油库竖井内安装了多根几十米至上百米不等的竖直管道,竖井内管道安装环境的特殊性和管道将来的不可拆卸性决定了管道设计的复杂程度。提出了竖井内竖直管道的强度、刚度及稳定性的设计思路和计算方法;通过工程实例检查和验证了管道设计的合理性。指出:强度设计确定管道壁厚,刚度和稳定性设计可作为管道壁厚的校核手段;管道承受内外压力均对确定管道壁厚产生影响,外压往往成为管道壁厚的决定性因素。     

一种新的输油管道可靠性分析方法

长输管道可靠性评估的传统方法是把管道结构视作一个串联或并联的系统,运用可靠性的理论概念和各种失效概率假设,以故障率的统计资料为计算依据,进行可靠度的计算分析,可靠度也采用故障率等参数来表达.该方法表达简单、含义通俗易懂、计算过程简便.但是,该可靠度的计算结果实用性不强,不便于将其结论直接用于管道设计、在线检测评估、管线维护等实际工作.从6个方面对此问题予以分析,在此基础上提出了构建综合可靠度的理论设想.综合可靠度,充分考虑了管道设计各个特征参数的影响以及它在管道设计、运行和维护中的变化规律,概念内涵较以前丰富、实用.还运用神经网络的基本原理和模型进行了分析建模,并提供了相关的分析思路和步骤.     

含缺陷油气管线结构的可靠性计算

介绍了有关计算含缺陷结构可靠性的一种方法--一次二阶矩可靠性方法,并给出了一个含腐蚀缺陷油气管线结构可靠性计算的实例.计算结果表明,一次二阶矩可靠性方法与常规Monte-Carlo方法相比,只须迭代6次就可求得所需的可靠度β,计算效率很高,计算结果可精确到0.0001.此外,根据结构的动态失效模型还可以确定油气管线结构在不同时期的可靠度以及结构的有效剩余寿命.     

油气管道泄漏事故的定量风险评价

介绍了油气管道泄漏事故定量风险评价的基本原则和一般步骤.分析了泄漏事故概率和事故后果,并根据事故基本参数确定其数值.根据这两种指标,运用危险矩阵来简单地确定风险等级及提出推荐的处理建议.此外,在考虑事故后果时,介绍了事件树分析法.根据油气泄漏事故可能造成的3种后果(无燃烧、燃烧和爆炸事件),分别估算了其发生概率.从安全、经济和环境3个方面评价了油气泄漏的后果,讨论了相应后果指标的考虑因素.同时还介绍了推荐的管道失效概率分类准则,并阐述了3类损伤发展模型,即速度模型、敏感模型和无关模型.     

油气管道屈服强度影响因素的研究

针对目前国内外油气管道最高试压压力标准不明确的问题,在统计国内外代表性管线钢生产厂家管材性能并与APISpec5L标准对比的基础上,着重研究了制管过程Bauschinger效应对管道屈服强度的影响;研究了埋地管道应力状态对管道屈服强度的影响。最后给出关于油气输送管道最高试压压力的建议为:当以水为试压介质时,现场试压管道最低点环向应力值≤100%SMYS,甚至≤110%SMYS(规定的材料最低屈服强度)。     

石油管道纤维缠绕含胶量控制系统的研究

新型石油管道纤维缠绕含胶量控制系统采用伺服电动机粗动控制与压电陶瓷精动控制相结合的方法实施含胶量的精密定位控制 ,利用衍射干涉光栅测长技术进行实时检测 ,实现了执行机构的闭环控制。系统工作行程 50mm ,定位精度± 0 1 μm。利用单片机作为控制核心 ,与胶量检测机构一起构成闭环控制系统 ,并可以与上位机实现通讯。该系统重复性好 ,定位速度快 ,精度高 ,可广泛用于需精密定位的控制系统。     

油罐油品温降与加热的计算

方法综合各种油罐油品温降与加热的计算方法，给出了不同情况的温降及加热计算公式。目的针对联合站热化学沉降罐和外输油罐的油品加热及冷却温度进行计算比较，确定出经济合理的加热方式。结果储油罐维温效果好子升温效果。结论对油罐温度计算精确度高，适用范围广。