基于等价气云爆炸风险评估的气体防护区域定量划分

目前对危险气体泄漏防护区域的划分方法主要为定性方法,难以对具体场景定量表征,进而无法用于风险防控系统的设计规划。本文在等价气云理论的基础上,基于爆炸事故后果风险评估,提出一种定量划分气体防护区域的方法。综合考虑气体泄漏概率、风速风向联合分布概率等现场特征要素,运用高斯扩散模型,得到气体泄漏扩散的等价气云体积以及气体泄漏扩散风险集合,并进行泄漏场景筛选。针对扩散风险较大的场景进行点火概率分析,利用多能法计算气云爆炸影响范围,对气云爆炸事故进行风险评估得到爆炸事故后果风险集合。在ALARP标准与火气系统探测器场景覆盖率的指导下,依据不同装置区域的风险值确定气体防护区域等级定量划分标准。通过某LNG接收站案例分析,可定量得到不同装置的防护区域等级,实现针对具体泄漏场景的气体防护区域等级定量划分。数值计算表明,气体防护区域定量划分可为火气系统探测器布设提供理论支持。     

油气管道缺陷检测的数据处理方法回顾与展望

油气管道缺陷检测中的数据处理方法主要包括传统的数据处理方法,如谱分析、统计分析,以及后来发展起来并广泛应用的小波分析、自适应滤波处理、支持向量机、人工神经网络、模式识别、数据融合等新方法。本文分析了各种用于管道缺陷检测的数据处理方法的优缺点,并指出当前研究中所存在的问题。最后探讨了这一领域中可能的发展方向。     

圆盘泵叶片结构形式对泵外特性影响分析

叶片圆盘泵作为一种新型泵,其扬程和效率有待进一步提高。叶片结构形式是影响叶片圆盘泵扬程和效率的重要因素之一。运用计算流体力学软件Fluent对不同工况下叶片圆盘泵内部全流场进行三维数值模拟,分别研究了叶片数目、叶片宽度及叶片形状对泵扬程和效率的影响。计算结果表明,在一定范围内,随着叶片数目的增加、叶片宽度的减小,以及采用叶片轴向截面为梯形的叶轮能有效改善泵的性能,分析结果可为叶片圆盘泵结构优化设计与性能提高提供理论依据。     

天然气井喷爆炸下深水平台钻台区响应分析

针对天然气井喷爆炸后爆炸冲击波直接作用对象——钻台装备,采用TNT当量法及多物质耦合模型开展结构位移响应、超压响应及爆炸能吸收大小研究。研究结果表明,司钻房前舱壁钢板及玻璃中部偏左侧、就地工具房及就地电房前舱壁钢板中部为最大变形位置;钻台结构迎爆面连接部位较易发生破坏;司钻房后舱壁钢板比前舱壁钢板吸收更多塑性能,破坏更严重,且集中在连接部位;司钻房后舱壁连接部位等薄弱环节、结构最大变形位置为防爆设计重点考虑对象,可对其采取强化措施以达到优化防爆的目的。     

隔水管挠性接头弹性体刚度特性分析

以隔水管下部挠性接头为研究对象,利用有限元分析软件ABAQUS建立其有限元分析模型,分别对挠性接头弹性体在不同橡胶材料、不同作用力和不同橡胶钢板组合下的轴向刚度与旋转刚度进行了分析。分析结果表明,挠性接头弹性体轴向刚度关于应力呈现非线性变化;弹性体刚度随着钢板与橡胶层数增多或橡胶硬度的增加而变大,随着施加轴向力的增加,弹性体轴向刚度降低;弹性体旋转刚度是一随角度呈非线性的变化量,随着弯矩的增大,弹性体平均旋转刚度减小。该分析结果可以为隔水管挠性接头弹性体的优化设计提供参考。     

LNG罐车泄漏火灾罐体超压失效预警及防控

LNG作为清洁能源利用的重要组成部分,带来了大量道路罐车运输需求,并引发对其安全的关注。为此,以实际事故为背景,面向LNG罐车泄漏火灾罐体超压失效过程,特别针对事故凸显的泄漏—火灾—罐体超压循环激励特点,通过耦合罐车泄漏工艺流程和LNG火灾燃烧热模型,并基于压力容器破裂预测公式,建立了LNG罐车泄漏火灾超压失效预测模型及其求解方案,可快速计算罐体超压失效时间、罐内压力、泄漏强度等参数,模型计算结果与事故调查结果具有良好的一致性。研究结果表明:(1)气相泄漏火灾不应导致罐体超压失效;(2)液相泄漏火灾罐体充装率高,罐内压力攀升速度、峰值压力、泄漏速率都将增加,到达峰值压力的时间将降低,意味着更大事故风险。从泄漏火灾超压预警的角度,确定了不同充装率下液相泄漏罐体最危险泄漏孔径、最短预警时间和最大安全泄漏孔径,以及不会发生罐体超压失效的最大安全充装率。结合事故暴露和道路运输存在的问题,提出了罐体设计、道路驾驶和事故应急的注意事项,并推荐罐体不同充装率应对液相泄漏火灾所需的最小消防喷淋降温水量,以期为预防和控制事故LNG罐体超压失效提供支持。     

叶片圆盘泵叶轮无叶区内部流场数值模拟

为研究叶片圆盘泵叶轮无叶区内的流动特征,采用RNGk-ε湍流模型与SIMPLEC算法,对叶片圆盘泵内三维不可压湍流场进行数值模拟,得到速度等值线图和压力等值线图,并对模拟结果进行分析。发现周向流动是叶片圆盘泵叶轮无叶区内的主要流动方式,无叶区内较大部分是低压区,无叶区内除存在轴向流动外还存在径向回流。     

无隔水管泥浆回收钻井系统吸入模块密封胶芯非线性摩擦接触分析

建立无隔水管泥浆回收钻井系统密封胶芯及钻具二维轴对称有限元模型,使用非线性有限元方法计算密封胶芯与钻具间的接触压力大小,验证密封胶芯在无隔水管泥浆回收钻井中的可行性。研究摩擦因数变化对接触压力的影响,分析密封胶芯Mises应力峰值和钻具与胶芯间的摩擦力分布规律。结果表明:摩擦因数与胶芯密封面和钻具间的接触压力成非线性关系,胶芯主密封段接触压力随摩擦因数增大而减小,而胶芯锥形密封段和凸鼻形密封段的接触压力随摩擦因数增大而增大;胶芯Mises应力随摩擦因数增大而变大,且胶芯与钻杆接头上端接触时Mises应力峰值最大,容易导致胶芯破坏;胶芯与钻具间的接触面积基本不随摩擦因数变化而变化,摩擦力随摩擦因数的增大近似成线性增加;胶芯与钻杆接头接触时,摩擦力较大且增长显著,说明胶芯与接头接触时更容易发生磨损。     

近海石油平台动态鲁棒疲劳可靠性研究

为了克服统计数据较少情况下计算结构可靠性存在的困难,建立基于鲁棒可靠性的断裂力学疲劳可靠性评估模型,采用区间变量来刻画非概率的不确定性,得到鲁棒疲劳可靠性随时间变化的动态模型。对依据鲁棒可靠性的分析结果来安排近海石油平台的检测维修问题进行了探讨,建立了基于最小费用成本模型的动态疲劳鲁棒可靠性分析与控制模型。     

含铝碳化硅纤维耐高温性能

通过合成陶瓷纤维先驱体聚铝碳硅烷,制备了具有耐高温性能的含铝碳化硅SiC(Al)纤维。SiC(Al)纤维的化学组成为SiC1.15O0.026·Al0.013,主要结构是平均晶粒为95nm的βSiC,O和游离C含量均大大低于nicalon纤维,同时含有微量的Al和少量的αSiC。SiC(Al)纤维的平均直径为13μm,平均抗拉强度为2.3GPa。1400℃氩气中处理1h后,抗拉强度是原始强度的95%以上;1800℃氩气中处理1h后,抗拉强度保留率为71%。纤维的高温稳定性高于nicalon,Hi nicalon等商品SiC纤维,但低于TyrannoSA商品SiC纤维,并且SiC(Al)纤维的高温抗蠕变性能明显高于nicalon纤维。SiC(Al)纤维的高温稳定性取决于其低氧含量、低富碳含量以及异元素Al的助烧结和在高温下抑制SiC晶粒长大的作用,良好的抗蠕变性能决定于其高结晶度和低含量的SiCxOy相。