埋深对含缺陷埋地管道剩余强度影响分析

埋地管道被重物冲击后,管道的应力将瞬间增大,对管道的安全运行产生极大的危害。本文以重物冲击含缺陷管道为研究对象,利用ANSYS软件建立重物冲击埋地管道的有限元模型,分析重物冲击两种埋深及含不同尺寸类型缺陷的埋地管道,冲击后管道的动力学响应,同时与仅受内压的含缺陷埋地管道剩余强度进行对比,通过分析发现管道的埋深对重物冲击管道的剩余强度影响较大,随着管道埋深的增加,管道的等效应力随之降低,当管道埋深到一定值时,管道埋深对管道的等效应力的影响可以忽略。     

地源热泵地埋管换热器影响因素分析

利用热泵技术,可以大大减少矿物燃料燃烧产生的大气污染物,它是一种绿色清洁能源,本文以土壤源热泵单垂直U型埋管为研究对象,通过建立咸阳地区土壤、埋地U型管壁以及回填材料传热的数学模型、U型管内流体的流动以及对流换热的模型,设置U型管内介质流动的部分的边界条件,模拟埋管中流体不同入口流速对换热量的影响情况,为本地区应用土壤源热泵提供了一定的理论依据和基础数据。     

双划痕埋地输油管道有限元分析

定量评估管道缺陷的严重程度,对避免油气管道事故的发生以及节约维修费用具有十分重要的意义。以有限元理论为基础,建立了双划痕埋地输油管道有限元三维模型,分析了双划痕管道应力分布情况,分别讨论了划痕轴向距离、深度以及相对角度的变化对管道应力的影响及其变化规律。研究结果表明:划痕深度和划痕相对角度是影响管道应力的重要因素,划痕轴向距离在一定范围内对管道应力产生影响,当超过这一值后对管道应力几乎不产生影响。     

埋地管道三层PE生产过程中的质量控制研究

聚乙烯、环氧粉末、共聚物胶黏剂是三层PE防腐层的主要组成部分,抗阴极剥离以及耐腐蚀是三层PE防腐层的主要特征。在生产的整个过程当中,必需要保证每一道生产工艺都符合标准,确保每一道生产工序的质量都得到了严格的控制,这样才可以保证防腐层的整体质量。对防腐层的原材料以及相关实验所涉及到的材料,都要经过严格的筛选和检验,防腐材料之间需要调整相应的匹配性,确保匹配性范围符合才可以应用。     

玻璃钢埋地双壁储油罐的有限元分析

玻璃钢埋地双壁储油罐不仅具有寿命长、防腐性能好、自重轻、免维护等优点,还可通过在双壁间夹层装设连续监测系统来监测成品油渗漏,虽然玻璃钢埋地双壁储油罐在国外得到了广泛应用,但国内关于此产品的设计及研究开发工作还很滞后。鉴于此,本文利用ABAQUS/CAE模块和三维设计软件Solid Works建立了缠绕成型玻璃钢埋地双壁储油罐的有限元模型,按照UL1316标准对罐体施加荷载,并对强度进行了计算与分析,旨在分析缠绕成型埋地玻璃钢双壁储油罐在加油站建设应用中的可靠性和适用性。     

温度与占压综合作用下埋地含缺陷聚乙烯管道数值分析

为分析温度与占压载荷综合作用下埋地含缺陷聚乙烯管道应力水平,运用ABAQUS有限元分析软件建立管土作用模型,通过热力分析实现温度与占压综合作用,分析温度载荷、占压载荷对在役管道的影响规律,并探讨埋深、占压位置、土体弹性模量、管土摩擦因数对最大应力的影响。分析表明,在规程要求的工作压力下,不能忽略温度荷载对埋地含缺陷聚乙烯管道受力的影响;温度和占压载荷综合影响下在役管道最大应力最终位于内壁3点钟方向,与完好管道的最终位置规律一致,缺陷位于截面3点钟方向管道最易失效;管道埋深和土体弹性模量的影响明显大于管土摩擦因数和占压位置偏移距离。     

基于非线性黏弹性理论的含缺陷PE管的脆性破坏

现阶段聚乙烯管道脆性破坏失效研究,多采用线弹性断裂力学理论进行分析,鲜有考虑管材非线性黏弹性力学行为.针对这一问题,基于非线性黏弹性理论,将材料黏弹性参数用Prony级数表示,在适当假设简化下推导了变栽荷含缺陷黏弹性体能量释放率的一般表达式.结合含轴向表面裂纹PE管的脆性破坏工程案例,给出其理论模型及相应计算结果,为研究PE管道脆性断裂现象提供理论依据.     

挖掘载荷作用下埋地输气管道损伤过程数值模拟

挖掘载荷损伤已成为城市埋地燃气管道损伤的常见形式。挖掘机破坏管道过程就是齿斗直接作用在管道上引起穿孔或者裂缝的过程。利用ANSYS Workbench有限元商业软件,基于非线性分析理论和动力学分析理论,在半无限土介质中,通过对动力参数和接触参数的合理设置,控制挖掘机齿斗的位移随时间变化,对埋地输气管道损伤过程进行数值模拟。结果表明埋地输气管道承受挖掘荷载作用的过程是一个瞬态受力过程,挖掘荷载作用位置点是输气管道最易发生破坏的地方。     

地埋管换热器热短路及其对热物性测试影响分析

为了更准确地建立垂直地埋管换热器钻孔内传热模型,采用模拟分析的方法探讨了不同钻孔、支管和布置形式的冷热支管热量回流情况,并拟合得到了热短路热阻的表达式。建立了三维数值模型,分析了管内流体流速、埋深对热短路的影响,流速越小,热短路损失率越大和单位管长换热量越小,然而流速过大,热短路损失率减少并不明显且能耗加大;增加埋深可以增大埋管进出口的温差,但冷热支管间的热损失也大大增加。对比了流体积分平均温度与几何平均温度的差别,由于忽略了热短路的影响,往往线性几何平均温度值偏大。借助于试验平台,分析了流速变化和埋深变化对土壤平均传热系数测试的影响,结果表明:流速越小,热短路损失率越大,土壤平均传热系数越小,即埋管的换热能力也越低;埋管的深度应综合换热量要求、热短路损失、投资而确定。     

传统埋地管材的缺陷与新一代埋地管材

材料是发展技术的物质基础，而探索应用新材料则是发展新技术的必要前提。随着我国地下综合管网数字化和集约化建设的提出，原涉及埋地管道范畴的各类材料。包括供水、排水、电力、通讯、燃气、供热、有线电视、路灯照明等传统管材或多或少地暴露出了一些问题，其主要表现为不适应新工程应用材料高科技高强度长寿命的需求。这个意料之中的困难既是对新型埋地管材的一个挑战，也为其尽早尽快登上市政建设舞台提供了难得的机遇。大家需要清楚的是：新一代埋地管材能否正成为掌控城市“命脉”的坚实基础？     

埋地城市燃气管道三通失效有限元分析

采用塑性有限元分析软件ANSYS,研究了操作内压和极限面外弯矩作用下埋地城市燃气管道无缺陷三通和外壁局部减薄三通的塑性失效模式。考虑几何非线性和材料非线性,分析了无缺陷三通、缺陷位于主管底部、主管腹部以及主管肩部时三通失效模式,根据三通上应力分布云图,对模型的塑性失效进行了预测,研究结果可为埋地燃气管道三通结构设计和安全评定提供理论依据和数值参考。     

埋地PE燃气管道全面检验方法综述

PE燃气管道是压力管道的一种。在用的PE燃气管道要进行全面检验,但是目前关于PE燃气管道的全面检验还没有形成一套标准体系。综述了对于现有的PE燃气管道检验检测的技术难点,例如定位困难、泄漏点确定困难、PE燃气管道失效机理不明等,并总结了现有的、有针对性的解决方法。     

城市埋地PE管道的定位现状研究

聚乙烯管道由于其施工方便,对输送物质污染小等优点在城市埋地管网建设中被广泛使用,然而PE管不导电、不导磁,目前还没有较好的方法直接在地面探测到其地下的空间位置,在市政施工建设当中由于对PE管道的定位不清楚,经常被施工机械挖爆、挖漏等,造成漏气、漏水等损失.因此,开展城市埋地PE管道的定位探测研究对确保聚乙烯管道的安全运行具有重要意义.文章对地表标志法、警示带示踪法、探地雷达法和电子记标法等PE管道的定位探测技术的现状进行了综述.     

疲劳试验评价缺陷对PE管热熔焊接接头长期性能的影响

高密度聚乙烯（HDPE）管广泛用于运输油气等,然而HDPE管在焊接过程中可能产生焊接缺陷,影响焊接接头的长期性能,目前主要通过静液压试验研究焊接缺陷对HDPE管长期性能的影响,但该方法所需时间较长。通过人工引入焊接缺陷,采用疲劳试验研究缺陷对HDPE管热熔焊接接头长期性能的影响。结果表明：在较低应力作用下,缺陷越大疲劳寿命越短,在较高应力作用下,缺陷对疲劳寿命的影响较小。疲劳裂纹扩展试验可用于快速评价PE管长期性能中的耐慢速裂纹扩展性能和影响,因此推断出疲劳试验方法可用于评价缺陷对HDPE管焊接接头长期性能中静液压强度的影响。     

热弥散对地埋管换热器全尺度传热的影响

开展地埋管换热器的传热研究是增强其传热性能以及提高热泵系统能效比的关键,现有的地埋管换热器传热模型多忽略了由地下含水层空间非均质性而产生的热弥散传热。因此,基于渗流影响下的全尺度模型和求解热弥散系数的速度一次方模型,提出了考虑热弥散影响的地埋管换热器全尺度传热模型。研究表明此模型所适用的地下水渗流速度范围为1×10^-8~1×10^-6 m/s;热弥散效应主要在中长时间尺度下体现,渗流速度、热弥散度以及孔隙率是影响传热过程的主要因素。地下水渗流速度和热弥散度越大,孔隙率越小,热弥散效应越强。综合考虑三类影响因素,渗流速度对钻孔传热的影响最大,热弥散度次之,孔隙率的影响最弱;对钻孔群而言,热弥散对上游钻孔传热过程的影响最大,中游次之,下游最小;在所研究的参数范围内,热弥散可使钻孔稳态传热能力提升5.52%~49.93%。     

埋地玻璃钢夹砂管地震响应的影响因素分析

玻璃钢夹砂管在土木水利工程领域中得到了越来越广泛的应用,但现有的埋地管道地震响应分析模型大多不考虑管-土动力相互作用,且多针对均质材料管道,无法应用于具有明显层状复合材料结构特征的玻璃钢夹砂管.为此,本文基于玻璃钢夹砂管的层状复合材料结构特征,建立了完整的埋地玻璃钢夹砂管地震响应分析模型,在数值分析模型中,考虑了管-土间复杂的动力相互作用,以及地震散射波从有限域向无限域的传播.在上述基础上,重点分析管道长度、管道直径、管周土体弹性模量以及管道埋深等因素对埋地玻璃钢夹砂管地震响应的影响,并通过对影响规律的分析给出提高埋地玻璃钢夹砂管抗震能力的工程建议措施.     

PE排水三通管注塑模具设计与有限元模拟

为了解决排水三通PE管注塑填充不足、易出现飞边、不易脱模等问题,根据排水聚乙烯三通管结构特点设计了一模两腔的注射模具,采用侧浇口的形式进行注射、斜导柱抽芯与液压油缸进行复合抽芯、随形冷却水道进行冷却。对塑件的注塑成形过程进行了模流分析,获得了可以使三通管顺利成形的注塑工艺参数,即熔体温度220℃、注射时间37 s、保压时间160 s、锁模力≥200 t、冷却水温度10℃、冷却水总流量2.06 L/min;验证了模具整体的静力强度,结果表明,当模具承受70 MPa注塑压力时,模具各零件无屈服或开裂失效风险。试模获得的三通管能充满,无缩孔、缩松、熔接痕等缺陷,塑件飞边较小,能顺利脱模,流道容易去除,制件外观光洁,模具能正常工作。     

埋地钢质管道3PE防腐材料及其粘接机理

介绍了埋地钢质管道3PE防腐体系所用的粉末环氧、胶粘剂和聚乙烯的分子结构、性能及其分子中的活性基团,论述了粉末环氧和胶粘剂的反应过程以及胶粘剂和聚乙烯的熔接过程,探讨了3PE涂层的各层能够形成一个整体、表现出优异性能的机理。     

聚氨酯埋地管技术的应用

聚氨酯保温直埋管在国外一些发达国家已成为一项比较成熟的先进技术。近十几年,我国供热工程技术人员通过消化、吸收这项先进技术,正推动着国内管网敷设技术向更高的层次发展。多年来的实践成果充分证明了聚氨酯保温直埋管敷设方式与传统的地沟及架空敷设相比,具有诸多优点。这也正是聚氨酯保温直埋管在我国供热工程上得以发展的内在动力。     

含错边缺陷球罐的有限元计算及分析

应用有限单元法对含错边缺陷的球罐进行了应力分析,讨论了球罐的两向应力变化规律及其弯曲应力分布规律。同时,对影响应力集中系数的各个参量进行研究,得到了错边球罐应力集中系数随这些参量变化的规律,并且把有限元计算得出的结果与矢田错边公式的计算结果进行比较。