原油集输系统保温管道理论散热量计算方法

以热力学和传热学理论为基础,建立原油集输系统保温管道散热的数学 模型,利用所建模型,结合管道所在地区的环境条件和输送要求、介质性质等,可求解保温管道理论散热量。为评价保温管道状况和界定保温效果衰退程度提供科学的依据。该方法可获得保温管道中间任何一点的理论温度,从而可以明确管道内流体温度与管道长度之间的对应关系。     

埋地保温管道和非保温管道停输温降规律对比研究

针对非保温、新建保温和在役多年保温三种保温效果差异性较大的热油管道,通过数值模拟,对比研究了其在停输过程中油温的变化规律和热力性能差异。结果表明:对于管段首端,停输时间较短时非保温管道的停输温降速率和温降幅度要大于保温管道,但随着停输时间延长,非保温管道的停输温降速率逐渐变小,同时非保温管道的停输油温开始高于保温效果较差管道的油温;对于管段末端,停输过程中非保温管道油温始终低于保温管道,但非保温管道停输温降速率总体要小于保温管道。针对不同管段保温效果不同的管道模拟也表明:非保温管道的降温速率并不一定是最快的。因此,在生产运行管理中,要注意保温管道与非保温管道在停输过程中的热力差异性,结合仿真模拟科学决策,杜绝简单惯性思维。     

二氧化硅气凝胶绝热毡的应用及性能分析

介绍二氧化硅气凝胶绝热毡在中国石化塔河炼化有限责任公司2~#常压焦化装置的应用,对管道保温节能改造后的效果及技术经济性能进行了评价分析。结果表明:对高温管道采用二氧化硅气凝胶绝热毡改造后,管道外表温度明显下降,节能效果明显,经济效益显著。     

新型防水珍珠岩制品在稠油热采注汽管道的应用及效果

稠油热采注汽管道采用的保温材料种类很多,但保温效果大都不够理想,平均热效率约93.77％。新型防水珍珠岩制品用于稠油热采注汽管道取得了较理想的保温效果,管道保温热效率提高到95.42％,对稠油热采注汽系统具有可观的节能效果,在其它保温工程中也有广阔的应用前景。     

稠油热注输汽管道保温改造前后效果测试与评价

对辽河油田原热注输汽管道的保温效果进行了评定，提出了保温改造的必要性。对管道保温结构进行了优化设计，并按优化设计结果对保温结构进行了改造，对保温改造前后的效果进行了测试与分析。     

中俄原油管道二线保温管道补口结构及施工

中俄原油管道二线经过高寒永冻土地区,保温管道的冬季补口施工是整个保温管道冬季施工的瓶颈问题。重点介绍了冬季低温环境下保温管道补口结构、补口工艺和补口施工措施。经试验研究,总结出一套适宜、可行的高寒永冻土地区保温管道补口施工工艺,提高了管道补口关键节点的现场安装质量,满足了管道补口处的防腐要求、保温要求和完整性。工程应用后达到了很好的效果。     

埋地热油保温管道传热系数测试分析

对埋地集输管道进行保温,可以减少管道散热损失,实现安全输送。本文选取6条典型的埋地输油管道进行了运行工况测试,根据测试数据,利用苏霍夫公式反算出管道的总传热系数,评价了管道保温状况。     

石油管道防腐保温预制工艺技术探究

石油管道主要用于运输石油及其它液体化工原料,为适当延长其使用寿命,并且使其运输作用得到很好地发挥,需要对管道进行防腐和保温。本文主要对石油管道的防腐保温预制工艺技术进行探究,以起到促进石油管道后续发展的效果。     

停输状态下相变材料夹层管道保温性能分析

在低温高压的深海环境下,油气管道内油液温度的降低极易引起管道内蜡结晶及生成水合物,造成管道堵塞,故流动保障是确保深海油气管道安全运行的重要前提。鉴于此,以相变材料夹层管道为研究对象,提出了几种相变材料夹层管道结构设计方案,通过理论分析与数值仿真相结合的方法,研究了停输状态下深水相变材料夹层管道的传热特性,分析了相变材料与聚丙烯保温性能的差异,对比了保温层中相变材料不同占比和不同布局等对保温性能的影响,优化了保温材料的配置和布局方案。分析结果表明:石蜡相变材料夹层管道的有效保温时间可达非相变材料保温管的1.4倍;夹层管中相变材料占比越大,保温效果越好;相变材料位置越靠近管道内部,保温效果越好。研究结果为相变材料夹层管道的实际应用奠定了技术基础。     

埋地输油管道保温失效对地表温度场的影响

根据埋地输油管道的实际运行情况,建立了管道保温失效后的大地温度场的三维物理模型。由数值计算模拟的结果发现:失效前后的地表面温度场发生了明显的变化,保温层失效处的等温线由失效前的平行直线变为曲线。而且管道保温失效处的地表温度明显高于管道保温完好处的地表温度,温差范围在红外成像的检测精度内,可更好地为红外成像检测管道保温层失效提供有利的理论依据。     

承压燃气聚乙烯管道热氧老化规律研究

由于聚乙烯(PE)管道具有优异的耐腐蚀性能,已成为城镇中、低压燃气管道的首选,然而,作为一种高分子有机材料,其热氧老化问题既不可避免,也是影响燃气管道寿命和使用安全性的重要因素之一。到目前为止,国内外对承压燃气PE管道老化规律的研究都较少。为此,首次搭建了接近工况的承压燃气PE管道热氧老化试验平台,进行了不同温度下的热氧老化试验,利用拉伸试验法进行热氧老化PE试件的拉伸力学性能测试。最后根据拉伸试验的分析结果,结合高分子有机材料寿命预测方法中常用的动力学曲线直线化法,分别得出了承压和无压燃气PE管道的热氧老化预测模型,并分别计算出常温下承压和无压燃气PE管道的寿命。研究结果表明:(1)燃气PE管道的拉伸力学性能随着热氧老化温度、管道内压、老化时间的增加而发生明显变化,断裂点载荷明显减小;(2)当拉伸性能降低20%时,常温下承压和无压燃气PE管道的寿命均大于50年,且承压燃气PE管道寿命低于无压燃气PE管道寿命;(3)当试验压力为0.1 MPa时,承压燃气PE管道比无压燃气PE管道寿命减少9.6%。     

内外压热应力影响下西气东输二线长输管道变形的有限元分析

管道在输气过程中由于热胀冷缩效应会产生热应力,造成管道伸缩挤压而产生弯曲变形。为此,根据西气东输二线的现场实际资料,建立了进出压气站管道热应力有限元模型,应用Ansys有限元分析软件,计算分析了管道在内外压及输气温度作用下的管道应力及应变的分布规律：①温度变化对管道应力影响较大,管道应力随输气压力的增加而增加,管道外壁压力对管道应力及变形影响较小;②管道内外壁温差对管道应力影响较大,管道两端有固定墩约束时,应力随温度的增加而增大,管道一端有固定墩约束时,应力随温差的增加而逐渐减小;③管道内外壁温差较小、管道两端有固定墩约束时,应力随输气温度的增加而明显增大;④管道内外壁温差较小、管道一端有固定墩约束时,应力随输气温度的增加变化不大。因此,管道进出站场时,应在适当的距离增加弯头,使热应力有效分散到弯管处,并增加固定墩保护,以保证管道及站场设备安全及正常生产。     

含寄生管和中心管的套管隔热效果影响因素研究

在冻土层钻井过程中,冻土容易受到钻井液影响而融化。针对该问题,提出使用含寄生管和中心管的套管对冻土层隔热,并应用含寄生管和中心管的套管的隔热效果试验系统分析了影响该套管隔热效果的因素。试验发现,含寄生管和中心管的套管其中间部分可以有效抑制径向传热和轴向传热,使外壁温度稳定在低值,但是两侧接箍部分隔热性能较差,提高了其外壁温度,使得外壁温度按U形轴向分布。通过对环境参数和施工参数进行敏感性分析并进行单因素拟合,发现环境温度、热流体温度和冷流体温度的提高会按线性关系升高套管外壁温度,提高钻井液排量会按对数关系降低外壁温度。根据多因素拟合方程的系数大小,可知对外壁温度的影响由大到小依次为环境温度、冷流体温度和热流体温度。研究结果表明,应用含寄生管和中心管的套管保护冻土层具有很好的可行性,而采取加长中间套管段、改进接箍结构、维持冷流体低温和排量等工程技术措施可显著提升其保护效果。      

基于应变设计的大应变X100管线钢的成分设计与开发

介绍了日本新日铁公司开发的适用于基于应变设计的大应变低Mo含量高强度X100管线钢的成分设计,在实验室研究了Mo和Cr对强化能力的影响,并进行了低Mo含量16 mm厚度X100管线钢管的试生产。研究了试生产的低Mo含量X100大应变管线钢管热力时效前后的力学性能,如落锤撕裂试验性能以及母材和焊缝区的V形缺口夏比冲击性能等。试验结果表明,试生产的低Mo含量X100大应变管线钢管具有优异的低温韧性和焊缝韧性。     

油气输送管材料阻力曲线试验研究

针对油气输送管壁薄、高韧性的特点 ,从管体上取样进行了J积分测试 ,以寻找一种有效控制管道断裂的控制指标。试验按照GB2 0 38标准要求 ,采用三点弯曲试样 ,分别对进口X52ERW焊管母材、焊缝以及国产X60SSAW焊管母材、焊缝、热影响区进行系列温度J积分试验。结果表明 ,温度变化对两种焊管各区J积分测试值影响不大。前者的韧脆转化温度约为 - 60℃ ,后者的韧脆转化温度低于 - 60℃。给出了两种焊管母材的焊区JR 阻力曲线的回归方程。对ERW和SSAW焊管各区JR 值进行对比分析表明 ,焊缝JR 值高于母材。在管道设计与安全评价中 ,采用焊管各区JR 断裂韧性和阻力曲线下回归方程和 (或 )母材JR 阻力曲线 ,可得到偏于安全的结果     

几种碳酸钙对给水用硬PVC管材性能的影响

研究几种PVC常用的碳酸钙物理形貌及其对给水用硬PVC管材性能的影响。研究证明重钙在PVC颗粒上的吸附能力较轻钙差,轻钙颗粒越细,越易被PVC颗粒吸附,干混料的流动性越好;几种碳酸钙中,使用纳米钙的给水用硬PVC管材的冲击强度最高,重钙的最低;加不同碳酸钙的给水用硬PVC管材的密度和维卡软化温度相近。     

L形高真空多层绝热低温管道热-结构耦合分析

用于输送LNG等低温介质的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常处于深冷环境且要承受流体内压,在热-结构耦合作用下的受力较为复杂。为了研究HV-MLI低温管道各部件在复杂载荷作用下的响应状况,以某水平—竖直走向的L形HV-MLI低温管道为例,建立了热-结构耦合分析有限元模型,计算得出了不同工况下的管道温度场分布情况,以及管道中内管、外管、热桥、波纹管和绝热支撑上的应力及应力随各载荷的变化关系。分析结果表明:(1)绝热支撑和热桥是影响管道漏热量的主要部件,以输送LN_2为例,通过上述两个部件的漏热量分别占管道总漏热量的49.07%和49.32%;(2)内管、外管、弯头及热桥等部件应力较小且低于材料屈服极限,实际使用过程中不易发生危险;(3)波纹管应力随输送介质温度的降低和补偿内管长度的增加而增大,水平管段波纹管的应力较高,是管道中的危险部件;(4)内管所受内压是影响绝热支撑应力的主要因素,随内管内压的增大,水平管段与竖直管段中离弯头最近的绝热支撑应力大幅增加,而远离弯头的其他位置处的绝热支撑应力变化不大,因而可适当增加离弯头最近的绝热支撑厚度,同时减少远离弯头处支撑的厚度,以便在保证强度的同时减少漏热量。     

热采稠油蒸汽驱用隔热管断裂分析

针对某油田热采蒸汽驱用隔热管连续发生管柱断裂事故, 做了现场调查和试验分析,主要包括材料化学成分分析、显微断口观察、高倍透射电子显微镜金相组织检查及管材机械性能测定。分析结果认为, 隔热管断裂均发生在经过返修的内管和外管焊接部位, 由于焊接不当, 形成各种形式的初始裂纹, 成为发生断裂的断裂源。另外, 用普通碳钢油管制造的隔热管体（ 内管和外管） 经过长时间在３００℃以上温度下工作, 其显微组织及力学性能已经退化, 极易发生脆性断裂。建议用合金钢管制造隔热管。     

大变形管线钢管应变时效硬化研究

高强度管线钢管（X80级及以上钢级）加热并保温一段时间后,钢管力学性能将发生变化（应变时效）,通常屈服强度、屈强比升高,屈服点延伸,应力－应变曲线形状改变等,这些性能变化对于钢管应变能力会产生不利的影响。通过对日本JFE公司提供的X80级、Φ1219mm×22mm抗大应变钢管实物的试验检测、研究,分析了对性能有影响的加热温度和保温时间以及应变时效对材料性能的影响规律,为西气东输二线管道工程应用此类钢管提供了依据。