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含缺陷管道碳纤维复合材料补强数值模拟研究
1
作者 周云 王琪 王一宁 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2024年第3期84-93,共10页
当代石油、天然气等能源的主要运输方式为管道运输,管道在长期使用时会产生各种缺陷,这些缺陷将对管道的结构和强度产生影响。目前先进的管道修复技术为复合材料补强技术,其中碳纤维复合材料是较优的选择。为了测试有/无碳纤维补强管道... 当代石油、天然气等能源的主要运输方式为管道运输,管道在长期使用时会产生各种缺陷,这些缺陷将对管道的结构和强度产生影响。目前先进的管道修复技术为复合材料补强技术,其中碳纤维复合材料是较优的选择。为了测试有/无碳纤维补强管道缺陷处的效果,开展了不同层数碳纤维复合材料的拉伸实验研究,结合ANSYS数值模拟探究了修复前后不同缺陷管道在承载时的应力、应变分布,分析了修复补强效果的影响因素。结果表明:缺陷减薄厚度对管道的应力、应变状态影响较大,碳纤维复合材料修复技术能在减小管道缺陷处应力、应变的同时优化其应力、应变分布,可以通过增加碳纤维修复层数来提升修复效果,相关研究对于管道的修复补强有一定指导意义。 展开更多
关键词 承压管道 局部缺陷 复合材料 碳纤维补强 数值模拟
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超期服役天然气管断裂失效分析
2
作者 凌晓 周桂霞 +1 位作者 郭凯 孙宝财 《化工机械》 CAS 2024年第5期794-800,共7页
为研究某天然气管断裂失效行为,采用宏观分析、显微组织观察、化学成分分析及室温拉伸等方法,结合有限元分析方法,综合分析失效管组织性能变化及运行工况下的管道应力状态。结果表明天然气管失效的根本原因为C、Mn、Si元素偏析、O杂质... 为研究某天然气管断裂失效行为,采用宏观分析、显微组织观察、化学成分分析及室温拉伸等方法,结合有限元分析方法,综合分析失效管组织性能变化及运行工况下的管道应力状态。结果表明天然气管失效的根本原因为C、Mn、Si元素偏析、O杂质元素等缺陷导致微裂纹萌生,管道弯管附近应力集中促进了裂纹扩展进而导致管道爆裂发生。 展开更多
关键词 天然气管道 爆裂 组织性能 缺陷 失效分析 有限元分析
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关于压力管道及压力管道元件监管方式的总结与思考
3
作者 于磊 江峰 +1 位作者 刘亮 明垚 《化工机械》 CAS 2024年第2期177-181,共5页
根据现行法规对压力管道、压力管道元件的监管方式进行总结,重点分析了对工厂化预制管段、流量计(壳体)、撬装式承压设备系统和进口压力管道元件的监管。
关键词 压力管道 压力管道元件 撬装式承压设备系统 监管方式
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旋流式套筒阀结构改进及流场空化研究
4
作者 张希恒 卫钧焕 +2 位作者 吴佳丽 赵昕宇 薛睿渊 《化工机械》 CAS 2024年第5期689-695,共7页
以DN 2000大口径套筒阀为研究对象,将阀内直流式套筒设计为旋流式套筒。采用Fluent数值模拟方法分析套筒阀不同开度下的压力、流线等,研究直流式和旋流式套筒对流场特性的影响,并对比阀内空化现象。结果表明:给定压差条件为0.8 MPa时,... 以DN 2000大口径套筒阀为研究对象,将阀内直流式套筒设计为旋流式套筒。采用Fluent数值模拟方法分析套筒阀不同开度下的压力、流线等,研究直流式和旋流式套筒对流场特性的影响,并对比阀内空化现象。结果表明:给定压差条件为0.8 MPa时,流体通过直流式套筒阀后,在出口段管壁处产生空化现象;流体通过旋流式套筒阀后呈螺旋状流动,在管道中心形成空化现象,且旋流式套筒阀内产生的气相与空化强度均小于直流式套筒阀。因此,旋流式套筒阀比直流式套筒阀具有一定的抗空化性能,能够防止空化对阀内零件和管道壁面的破坏。 展开更多
关键词 套筒阀 旋流式 数值模拟 结构改进 空化
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压力容器的一种带压焊补堵漏技术
5
作者 李勇 《氮肥与合成气》 2024年第10期50-51,54,共3页
以煤化工生产压力容器泄漏为例,从堵漏装置的结构特点出发,阐述了堵漏装置结构特性,并对各部分的作用进行了介绍。结合生产实际对压力容器泄漏,在不能泄压的情况下进行攻关,消除压力容器漏点,确保了设备的长周期稳定运行。结果表明:该... 以煤化工生产压力容器泄漏为例,从堵漏装置的结构特点出发,阐述了堵漏装置结构特性,并对各部分的作用进行了介绍。结合生产实际对压力容器泄漏,在不能泄压的情况下进行攻关,消除压力容器漏点,确保了设备的长周期稳定运行。结果表明:该带压焊补堵漏技术取得了很好的经济效益和环保效益。 展开更多
关键词 压力容器 爆炸 泄漏 带压处理 堵漏技术
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湍流模型对风琴管喷嘴空化射流数值模拟的影响分析
6
作者 杨新霞 闫月娟 +3 位作者 徐艳 李森 刘海水 刘幸倩 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第15期6346-6353,共8页
针对不同湍流模型对空化射流流场数值模拟影响问题,基于ZGB(Zwart-Gerber-Belamri)空化模型和WALE(wavelet analysis of Lagrangian errors)亚格子模型,采用大涡模拟(large eddy simulation,LES)和RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes... 针对不同湍流模型对空化射流流场数值模拟影响问题,基于ZGB(Zwart-Gerber-Belamri)空化模型和WALE(wavelet analysis of Lagrangian errors)亚格子模型,采用大涡模拟(large eddy simulation,LES)和RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)模型对风琴管喷嘴空化射流流场进行数值模拟研究,分析内外流场的压力分布、速度分布以及空化云演变规律,并将空化云演变规律与实验结果进行对比分析。结果表明,LES模型速度、压力分布更符合实际情况,空化云演变规律与高速摄像拍摄结果基本吻合,LES模型可以更准确地模拟风琴管喷嘴空化射流流场,对风琴管喷嘴结构优化、打击力度与目标靶距的预测更准确。 展开更多
关键词 风琴管喷嘴 空化射流 湍流模型 大涡模拟 空化云
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基于在线监测的核电厂主管道评定技术及软件开发
7
作者 安英辉 王春辉 +6 位作者 陈明亚 史芳杰 李乾武 高红波 余伟炜 彭群家 陈志林 《化工机械》 CAS 2024年第2期288-294,共7页
研究了基于运行参数在线监测的主管道断裂评定方法,建立了由热电势测试材料冲击功、裂纹撕裂断裂韧度预测和在线含缺陷管道断裂评定的成套技术方案,开发了专用的主管道断裂评定软件,并验证了某工况下使用该软件的计算结果与原设计要求... 研究了基于运行参数在线监测的主管道断裂评定方法,建立了由热电势测试材料冲击功、裂纹撕裂断裂韧度预测和在线含缺陷管道断裂评定的成套技术方案,开发了专用的主管道断裂评定软件,并验证了某工况下使用该软件的计算结果与原设计要求偏差小于3%。 展开更多
关键词 主管道 断裂韧度 在线监测 断裂评定 软件开发
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含点蚀缺陷高钢级弯管剩余强度有限元分析
8
作者 宋沛霖 张颖 +2 位作者 赵鹏程 何战友 张涛 《化工机械》 CAS 2024年第5期716-722,共7页
以点蚀缺陷为研究对象,采用有限元分析法,建立含点蚀缺陷弯管有限元模型,进一步分析了点蚀缺陷的位置和几何形状及管材性能等因素对弯管极限内压的影响。研究结果表明:含点蚀缺陷弯管的极限内压受缺陷相对位置的影响,当缺陷位于弯管内... 以点蚀缺陷为研究对象,采用有限元分析法,建立含点蚀缺陷弯管有限元模型,进一步分析了点蚀缺陷的位置和几何形状及管材性能等因素对弯管极限内压的影响。研究结果表明:含点蚀缺陷弯管的极限内压受缺陷相对位置的影响,当缺陷位于弯管内拱处时,弯管的极限内压最小;含点蚀缺陷弯管的极限内压同样受缺陷尺寸的影响,极限内压随点蚀缺陷深度的增加而减小,随点蚀缺陷半径的增大而减小;管道尺寸、管道弯曲半径及管材性能等敏感因素也会对管道极限内压产生影响,所得结论对于含缺陷弯管的安全评定有着一定的参考价值。 展开更多
关键词 油气管道 点蚀 弯管 极限内压 有限元分析 等效应力
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基于蒙特卡洛方法的油田管道内腐蚀状态安全评价及预测
9
作者 王宏军 国滨 +3 位作者 宫彦双 马义来 吴超 安超 《化工机械》 CAS 2024年第3期325-331,共7页
随着管道长时间运行,油气管道内壁会出现不同程度的腐蚀、凹点、裂纹、结垢及磨蚀等缺陷,需要及时维修或者更换。针对油田管道内壁腐蚀特点,提出了一种新的基于蒙特卡洛方法的管道安全评估模型。首先用管道内检测仪器对目标管道进行内检... 随着管道长时间运行,油气管道内壁会出现不同程度的腐蚀、凹点、裂纹、结垢及磨蚀等缺陷,需要及时维修或者更换。针对油田管道内壁腐蚀特点,提出了一种新的基于蒙特卡洛方法的管道安全评估模型。首先用管道内检测仪器对目标管道进行内检测,获取相关缺陷的具体数据,然后在分析数据的基础上预测腐蚀缺陷生长规律,最后基于安全预警模型对管道内腐蚀进行安全评价,预判管道失效年限。 展开更多
关键词 油田管道 内壁腐蚀 管道内检测 综合评价 安全预警
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高温气冷堆核级氦气隔离阀在关闭工况下的流场及受力规律研究
10
作者 杨济远 刘平 +3 位作者 杨强强 汤晓刚 金志江 钱锦远 《化工机械》 CAS 2024年第5期681-688,共8页
基于FLUENT软件对3种氦气隔离阀进行流体阻断性能试验仿真模拟,分析了3种氦气隔离阀在氦气介质下实现关闭的可能性。分析不同隔离阀的流场和受力情况,发现在关闭过程中会出现压力波动以及不稳定湍流现象。最后,通过3种阀门的横向对比得... 基于FLUENT软件对3种氦气隔离阀进行流体阻断性能试验仿真模拟,分析了3种氦气隔离阀在氦气介质下实现关闭的可能性。分析不同隔离阀的流场和受力情况,发现在关闭过程中会出现压力波动以及不稳定湍流现象。最后,通过3种阀门的横向对比得到了DN 65氦气球阀在阻断流体流动方面的优势。 展开更多
关键词 氦气隔离阀 高温气冷堆 流体阻断性能试验 关闭工况 数值模拟
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安全阀排放的动响应分析
11
作者 许永超 李楠 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2024年第2期28-32,共5页
安全阀排放冲击与响应是振动工程中典型的瞬态响应问题。根据阀后直管段长度L与特征长*度L的关系,讨论了四种可能的冲击形式;利用Laplace变换和逆变换,给出了四种冲击的瞬态响应解析解,表明冲击响应的最大幅值是关于安全阀全开时间与系... 安全阀排放冲击与响应是振动工程中典型的瞬态响应问题。根据阀后直管段长度L与特征长*度L的关系,讨论了四种可能的冲击形式;利用Laplace变换和逆变换,给出了四种冲击的瞬态响应解析解,表明冲击响应的最大幅值是关于安全阀全开时间与系统自振周期之比的函数;据此对安全阀排放系统的动载系数DFL取值给了分析和建议。 展开更多
关键词 安全阀 瞬态响应 脉冲 拉普拉斯变换 响应解析解 动载系数DFL
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跨国长输天然气管道清管器卡堵治理措施 被引量：2
12
作者 杨金威 袁运栋 +3 位作者 王爽 孙钊 邓琳纳 成庆林 《化工机械》 CAS 2024年第1期169-174,共6页
长输天然气管道清管作业是保障长输天然气管道安全、平稳、高效运行的基础性措施,在实际运行过程中,清管器或因管道变形、冰堵、工艺流程错误及管道三通卡阻等系列原因造成清管器堵塞,影响安全运行。因此有必要分析清管器卡堵的潜在风险... 长输天然气管道清管作业是保障长输天然气管道安全、平稳、高效运行的基础性措施,在实际运行过程中,清管器或因管道变形、冰堵、工艺流程错误及管道三通卡阻等系列原因造成清管器堵塞,影响安全运行。因此有必要分析清管器卡堵的潜在风险,并制定切实有效的解堵方法和防止措施,确保管道安全、平稳、高效运行。 展开更多
关键词 长输天然气管道 清管器 卡堵 解堵 防止
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含缺陷油气管道在土壤环境下应力腐蚀数值模拟
13
作者 李腾飞 张成斌 +4 位作者 马春迅 张晨 周洋洋 张玉红 毕海胜 《化工机械》 CAS 2024年第5期723-727,共5页
基于有限元数值模拟的方法,分析研究高强度管线钢在应力作用下,不同土壤离子(Cl^(-)、HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-))浓度和不同温度时的电化学腐蚀特征。结果表明:随着离子浓度和温度的增加,缺陷处的腐蚀电流密度均呈现增加的趋势;在塑性... 基于有限元数值模拟的方法,分析研究高强度管线钢在应力作用下,不同土壤离子(Cl^(-)、HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-))浓度和不同温度时的电化学腐蚀特征。结果表明:随着离子浓度和温度的增加,缺陷处的腐蚀电流密度均呈现增加的趋势;在塑性应变阶段,由于缺陷中心应力集中,机械-电化学效应显著,缺陷中心位置相较于两端腐蚀更加严重,中心位置的腐蚀电流密度显著增加。 展开更多
关键词 油气管道 管线钢 应力腐蚀 机械-电化学效应 离子浓度 温度
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LNG管道裂纹缺陷产生原因分析及安全评估
14
作者 张晓兵 宋宗杰 +2 位作者 王涛 梁妍 王俊强 《化工机械》 CAS 2024年第2期304-309,共6页
对LNG管道在检维修期间发现的裂纹超标缺陷进行了裂纹形成原因推断分析,针对裂纹缺陷的成因提出了裂纹缺陷潜在的失效模式,并进行了基于一次成型裂纹的断裂与塑性失效安全评价和基于疲劳裂纹扩展失效的安全评价,对含裂纹缺陷LNG管道的... 对LNG管道在检维修期间发现的裂纹超标缺陷进行了裂纹形成原因推断分析,针对裂纹缺陷的成因提出了裂纹缺陷潜在的失效模式,并进行了基于一次成型裂纹的断裂与塑性失效安全评价和基于疲劳裂纹扩展失效的安全评价,对含裂纹缺陷LNG管道的后续运行提供了处理建议,为相似类型的管道裂纹超标缺陷的安全评价和处理提供参考。 展开更多
关键词 LNG管道 裂纹 断裂失效 疲劳失效 安全评价
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机械-电化学耦合作用下管道缺陷对应力腐蚀的影响
15
作者 张成斌 周洋洋 +4 位作者 杨春刚 马春迅 张晨 张玉红 毕海胜 《化工机械》 CAS 2024年第4期571-579,646,共10页
基于有限元数值模拟方法,研究高强度管线钢在不同应力应变和不同缺陷尺寸下的应力腐蚀行为。结果表明,相较于弹性变形阶段,塑性变形阶段的机械-电化学耦合效应更加显著,缺陷深度相较于缺陷长度对应力腐蚀速率的影响更大。
关键词 管道缺陷 应力腐蚀 机械-电化学效应 应变 数值仿真
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固定式硬密封球阀的密封特性有限元分析 被引量：1
16
作者 耿鹏逞 胡高林 孙兵兵 《化工机械》 CAS 2024年第1期84-89,共6页
以NPS2 CLASS1500固定式硬密封球阀为例,简述了球面的密封机理和密封比压的理论计算,并借助ANSYS Workbench有限元分析技术对密封面的压力分布规律进行了模拟分析,得到了密封比压理论计算值与仿真结果的差异。通过改变压力角和密封面宽... 以NPS2 CLASS1500固定式硬密封球阀为例,简述了球面的密封机理和密封比压的理论计算,并借助ANSYS Workbench有限元分析技术对密封面的压力分布规律进行了模拟分析,得到了密封比压理论计算值与仿真结果的差异。通过改变压力角和密封面宽度分别探讨了其对密封面压力分布的影响,结果表明,合适的压力角在41°附近,合理的密封面宽度在7 mm附近。 展开更多
关键词 固定式硬密封球阀 压力角 密封面宽度 密封比压 有限元分析
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高压工业管道焊缝泄漏信号数值模拟
17
作者 陈有强 《化工机械》 CAS 2024年第2期223-228,共6页
高压工业管道焊缝泄漏信号高精度数值模拟可帮助后期相关信号传感器的设计与研究,保障工业现场安全。分别建立泄漏过程中物质质量、动量和能量守恒方程,通过湍动能和耗散率描述风场环境,分析壁面粗糙程度,利用湍流方程描述湍流形成过程... 高压工业管道焊缝泄漏信号高精度数值模拟可帮助后期相关信号传感器的设计与研究,保障工业现场安全。分别建立泄漏过程中物质质量、动量和能量守恒方程,通过湍动能和耗散率描述风场环境,分析壁面粗糙程度,利用湍流方程描述湍流形成过程,建立焊缝泄漏模型;将上述模型耦合到FLUENT软件中,确立模拟区域,合理划分线网格与面网格,针对风速入口、泄漏入口、出口和地表设定边界条件,提高模拟结果的合理性。将天然气高压工业管道作为模拟对象,模拟结果显示,泄漏位置的泄漏速度越快,湍流扩散范围越大;距离泄漏点越近的地方,泄漏物质浓度越高,模拟结果和实测结果的误差越小,模拟方法能为泄漏事故解决措施提供合理依据。 展开更多
关键词 高压工业管道 管道焊缝 泄漏信号 数值模拟 FLUENT软件
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聚丙烯催化剂进料系统三通管内部流动特性分析
18
作者 杨林翰 李新昌 《化工技术与开发》 CAS 2024年第1期115-118,共4页
基于Unipol聚丙烯生产工艺,应用Ansys Fluent流体模拟软件,对聚丙烯装置中催化剂进料系统三通管线的流体流动情况进行研究。在模型计算与实际装置相符的基础上,从压力和速度等方面对三通管线内部的相流、速度及压力云图进行数值模拟分析... 基于Unipol聚丙烯生产工艺,应用Ansys Fluent流体模拟软件,对聚丙烯装置中催化剂进料系统三通管线的流体流动情况进行研究。在模型计算与实际装置相符的基础上,从压力和速度等方面对三通管线内部的相流、速度及压力云图进行数值模拟分析,对三通管线交接处可能出现的堵塞情况提供数据支持,并结合实际生产情况,对三通管进行了优化。结果表明,减少丙烯管与催化剂管之间的夹角,在丙烯进料管处增加弯头,并在管线接头处进行一定的加固处理,可优化内部两相的流动情况,有效减少堵塞情况的发生。 展开更多
关键词 聚丙烯 聚合 数值分析 流体模拟 多相流
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U型弯管冲蚀数值模拟 被引量：1
19
作者 李方淼 《石油和化工设备》 CAS 2024年第1期23-27,共5页
管道结构中的U型弯管常用来调整流体输送方向,但由于该处流体速度的改变,使得U型管处容易发生冲蚀效应,进而导致管道破裂、穿孔等情况。为研究U型管的冲蚀规律,建立了U型管的数学模型和物理模型,用Fluent软件进行了分析,分别针对不同的... 管道结构中的U型弯管常用来调整流体输送方向,但由于该处流体速度的改变,使得U型管处容易发生冲蚀效应,进而导致管道破裂、穿孔等情况。为研究U型管的冲蚀规律,建立了U型管的数学模型和物理模型,用Fluent软件进行了分析,分别针对不同的流体进口速度、砂粒直径、U型管转弯曲率半径以及不同U型管管径的情况进行了数值模拟。结果表明,U型管的冲蚀速率随U型管通径、曲率半径的增大而减小,并且介质速度的增大会使冲蚀速率呈现出增速渐增的增长方式,砂粒直径的增大使冲蚀速率表现为增速渐缓的增长方式。 展开更多
关键词 高压管汇 活动弯头 含砂介质 冲蚀 数值模拟
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固体非氨基脱硝系统输送管道的设计计算
20
作者 刘甜甜 林瀚 +5 位作者 王振南 郭明 王国刚 张新功 张欣 朱丽云 《化工技术与开发》 CAS 2024年第6期78-83,共6页
小试及工业试验结果表明,固体非氨基脱硝剂对NOx的脱除率较高,且不产生氨逃逸。固体非氨基脱硝剂工业应用的关键点是脱硝系统的管道设计,利用气力输送将脱硝剂颗粒由缓存料仓转料至仓式气力输送罐并喷射进入烟道,实现连续喷剂。本文基... 小试及工业试验结果表明,固体非氨基脱硝剂对NOx的脱除率较高,且不产生氨逃逸。固体非氨基脱硝剂工业应用的关键点是脱硝系统的管道设计,利用气力输送将脱硝剂颗粒由缓存料仓转料至仓式气力输送罐并喷射进入烟道,实现连续喷剂。本文基于稀相气力输送理论及经验公式,对脱硝系统输送管道的主要参数进行计算,并运用CPFD模拟软件进行模拟计算。模拟结果证明,设计得到的管道结构较为可靠。 展开更多
关键词 固体脱硝剂 输送管道 设计计算 气力输送 CPFD模拟
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