管道热应力及其补偿

管道温度变化将产生巨大的热应力,为避免热应力对管道管架及设备的危害,在设计中应合理布置管道及支架,增加管系柔性,在必要时有效的设置补偿器进行补偿。     

π型管道补偿器补偿能力优化计算

π型管道补偿器尺寸结构单一,敷设位置粗略,将大大增加油田地面建设工程的投资。为此,在对各运行条件下管道冷热伸缩量及补偿器的补偿能力进行系统的模拟计算的基础上,对各运行条件下补偿器设置方式进行了经济性对比分析,以使π型管道补偿器的补偿能力得到充分发挥,在确保管道安全运行的前提下节省工程投资。     

固态去耦合器对管线ACVG检测准确性的影响

固态去耦合器常用来缓解管道的交流干扰,但会影响安装位置附近管道交流地电位梯度(Alternating Current Voltage Gradient,ACVG)检测的准确性,不能真实反映管道外防腐层状况。为提高固态去耦合器安装位置附近管道ACVG检测的准确性,从固态去耦合器的工作原理、ACVG检测原理出发,分析了开挖验证中固态去耦合器影响管线ACVG检测准确性的原因,提出了采用ACVG检测对固态去耦合器附近管段进行防腐层完整性评价时的注意事项,可提高检测评价结果的准确性,为油气管道的有效维护和安全管理提供科学依据。     

高温管道冷紧施工中冷紧口焊接组对质量的控制

高温蒸汽管道的补偿器附近要设置冷紧口．但有关设计规范只规定冷紧口位置应设在便于施工（如靠近平台、梁柱等）和管道弯矩较小处,因此冷紧口位置的设计常会出现不合理的情况,导致冷紧时冷紧口难以组对焊接。文章结合某石化公司中压蒸汽管道冷紧施工的实际．阐述了通过冷紧口移位来解决冷紧口组对焊接难的问题。结果表明：按原设计冷紧口位置进行施工,组对一道冷紧口需要4个工日,而移位后仅用不到2个工日。     

管道常用补偿器的安装方法

管道常用补偿器的形式有自然补偿器、П形补偿器、填料式补偿器、波形补偿器和球形补偿器。文章分析了这 5大类补偿器的优缺点及适用范围 ,并重点介绍了安装中的注意事项 :对于自然补偿器 ,要严格控制长短臂的长度和支吊架的位置 ;П形补偿器和波形补偿器 ,其预拉伸或预压缩量必须依据工作状况而定 ;而填料式补偿器 ,要确保其中心线不偏离管道中心线 ,且插管和套筒挡圈间的安装剩余收缩量要适当 ;对于球形补偿器 ,控制两球体的间距是关键。另外 ,支吊架作为补偿器的重要辅助部件 ,其安装质量也是不容忽视的。     

海上稠油热采井防砂筛管热应力分析

为了研究稠油热采井防砂筛管的热稳定性,建立了筛管热应力分析模型,对不同工况下不同钢级的筛管基管进行研究。建模时为获得较高的网格密度,且在划分网格时不引起网格畸变,只取筛管基管的一部分进行模拟,忽略多元热流体化学因素的影响,采用8节点线性减缩积分应力单元C3D8R。结果认为,筛管弹性模量、膨胀系数与屈服强度受温度影响变化显著,对筛管热应力分析有明显的影响;热应力补偿器的配备可显著缓解防砂管柱热应力,提高其热稳定性。     

角转向位置安装旋转补偿器的支架受力计算方法

通过建立几何、力学计算模型,对工程中常见的安装于角转向位置的旋转补偿器在工作过程中的固定支架推力、管道摩擦推力进行计算,并结合具体案例进行分析,获得旋转补偿器安装的注意要点,望能为今后的设计和安装工作提供借鉴。     

埋地输油管道固定墩应力分析

在温差、土壤环境等因素的影响下,埋地管道会产生自由伸缩的现象,对管道造成破坏,例如推挤管道出土端连接的设备。应用CAESARⅡ软件对埋地管道进行应力计算与分析,分别对不同温度、是否设置π型补偿器以及是否设置固定墩等工况进行建模计算,通过分析计算结果并结合设计经验,确定固定墩受力大小及位置,其中二次应力为分析重点。     

π型管道补偿器的补偿能力模拟计算和现场应用

本文系统的模拟计算了不同管道规格及外界运行条件下的管道伸缩量及补偿器的补偿能力,并对补偿器的尺寸结构进行了优化分析,以使π型管道补偿器的补偿能力充分发挥,在确保管道安全运行的前提下节省工程投资。     

旋转补偿器在大容量燃煤锅炉配套注汽管道上的应用

国内油田注汽管道热补偿通常采用Π形补偿器,但其会大大增加管道长度,且转弯数量多、局部阻力损失大,为满足生产需求,选用新型旋转补偿器进行了应用研究。介绍了旋转补偿器的原理以及两种典型的布置形式。通过大容量燃煤锅炉配套注汽管道上的应用实例,对其热补偿距离、补偿器尺寸、曲折角度、管托的设置进行了计算和说明。应用结果表明旋转式补偿器在注汽管道上应用优势明显,与Π形补偿器相比,降低了压力损失和热损失,有利于系统安全,具有推广应用价值。最后对工程设计及施工提出了建议。     

离心泵入口DN50mm管道振动分析及减振方法的研究

针对辽宁某石化厂离心泵入口DN50mm管道振动问题,首先运用ANSYS软件对管道进行模态分析,将模态分析结果与现场测得的振动数据相比较,分析出管道振动的主要原因;其次对管道进行热—结构耦合分析,分析出管道各处的附加热应力。依据模态和热分析结果拟定最终减振方案,在不影响生产的情况下,在适当的位置安装阻尼减振器和固定约束,二者的配合使用有效地降低了该管系的振幅,保证了系统的安全运行。     

利用EXCEL VBA编程优化管道π型补偿器设计

管道系统~([1])中,管道工程师需要估算管道热胀量和π型补偿器~([1])尺寸以进行下一步的安装设计。本文基于π型补偿器的计算公式,对工程实例进行π型补偿器的尺寸计算和曲线绘制。且在特定工况下,利用EXCEL VBA编程进行分段式π型补偿器的优化设计,以减少管材消耗以及缩小π型补偿器的安装空间。     

管道柔性设计

讨论了压力管道结构参数对管道热应力的影响,指出了减小管道热载荷的几种有效措施,分析了简化的ANSI法判别式判断管道柔性的适用范围.     

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。     

新型热敏式补偿器在水平井稠油完井中的应用研究

筛管先期防砂完井技术在水平井中应用日益广泛,胜利油田为国内水平井发展最快、应用规模最广的油区。由于注水注气井的高温高压工况,完井管柱受热膨胀变形损坏,大大影响了作业效果。为提高完井工具的可靠性,改善完井管柱的受力状况,本文建立了水平井筛管管柱的有限元模型,在对筛管管柱注汽条件下热应力分析基础上,研制了新型套管热敏式补偿器,并在胜利油田多口井进行了现场应用,结果表明热敏式补偿器可有效缓解水平井筛管的损坏程度。     

高压输送燃气管道Π型补偿器应力分析

气田开采过程中高压燃气管道的应用日益广泛，高压输送使管道承受复杂多变的应力变化，复杂载荷已成为燃气管道失稳破坏的主要原因。针对实际工程中高压燃气管道局部Π型补偿器，利用有限元计算方法对具有不同结构参数的Π型补偿器应力场进行分析，并基于第三强度理论评估管道受力情况。分析发现，随着弯管曲率半径的增大，Π型补偿器应力集中的区域面积逐渐增大，但最大应力数值减小；当外伸臂长度较小时，Π型补偿器轴向整体刚度较高，承受轴向载荷的能力较强。随着外伸臂长度的增大，Π型补偿器径向转矩随之增大，容易产生更高的最大应力数值。在有限元计算分析基础上，提出了Π型补偿器变形量和载荷变化与管道公称直径、管道壁厚之间的拟合关系式，可为减小高压燃气管道变形载荷的设计方法开发提供技术支持。     

轴向波纹补偿器在架空管架上的应用

对设置轴向波纹补偿器的管道进行了分析,给出了管道支架推力的计算方法及计算公式。对波纹补偿器的应用特点进行了讨论,对管架间距的计算方法进行了论述。提出了减少管架推力的主要措施,指出了波纹补偿器安装施工过程中应注意的事项。     

球形补偿器在热力管网中的应用

介绍了球形补偿器的结构、工作原理和应用实例,并与传统的方形补偿器进行了对比。笔者认为,球形补偿器具有吸收管道热膨胀能力大,管道变形应力小,流体阻力降低,占地少,固定点和导向点少,以及节省钢材等优点,在热力管道上应用前景广阔。     

几种管道补偿器的选择和安装

介绍了几种常用的管道补偿器，如自然补偿器、Ⅱ形补偿器、波纹补偿器和套管式补偿器及其优缺点和选用原则，并就补偿器的安装问题进行了探讨。     

高层住宅室内天然气管道设计探讨

本文通过对高层住宅与多层住宅天然气配气特点比较 ,并通过实例进行论证 ,提出了在高层住宅配气设计中必须注意立管敷设位置、附加压力、管道的热胀冷缩及其引起的热应力等几个问题。