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三通管道高温应变测量

三通管道高温应变测量

作者：李乐武汉工程大学

学位级别：硕士

三通是压力管道系统中的常用部件,广泛应用于石油化工,核能及航空航天等领域。三通管道由于其结构的不连续以及管道交界处管内流体的不规律流动,使其危险系数远远高于管道系统的其余部分。化工设备的介质具有高温高压和易燃易爆的特性,... 详细信息

三通是压力管道系统中的常用部件,广泛应用于石油化工,核能及航空航天等领域。三通管道由于其结构的不连续以及管道交界处管内流体的不规律流动,使其危险系数远远高于管道系统的其余部分。化工设备的介质具有高温高压和易燃易爆的特性,一旦发生泄露失效造成安全事故,其损失将无法估量。所以,对三通管道的应力应变进行监测,了解三通管道的应力应变随工况的变化情况是十分重要且必要的。对三通管道的高温应变测量有多种方法,如激光干涉传感器测量、光纤光栅传感器测量等。但是从测量精度、使用难易程度以及费用等方面衡量后,选用了高温电阻应变计电测技术对三通管道的高温应变进行测量。基于应变电测原理的高温应变接触式测量方法,可靠性高、适应性好,一直是高温应变测量的主要途径。本文以主管外径为133mm,支管外径为68mm的三通管道作为研究对象,选用KYOWA KH-5-350-G4-16D5M3高温应变片以及泰斯特TST3826F应变仪及静态应变测试系统测量三通的高温应变。采用KYOWA GW-3C-M9点焊机将高温应变片点焊在筒体表面,使测量结果更加准确;采用三线制接法,以消除导线电阻对测量结果的影响;采用直角应变花方式布置高温应变片,以得到该处轴向应变、环向应变以及等效应变。建立了该三通的实时温度及应变的检测装置,对三通管道5个截面进行温度及应变状态监测,进而得到三通管道的应变与工况之间的关系,为后续的生产提供一定的数据支撑。当测试对象的材料和高温应变片栅丝材料线膨胀系数相差较大时,厂家提供的热输出曲线若直接用于实际测试,会产生较大的误差,因此,必须获得实际安装条件下的热输出曲线。热输出是电阻式高温应变片最重要的工作特性参数之一,是高温应变测试数据修正的基础,热输出数据的准确度直接影响了高温应变测试的精度。本文采用401B型空气热老化试验箱对高温应变片进行加热,测定其热输出曲线。为了精确查找高温应变片在某温度下对应的热输出值,对测得的实际热输出曲线进行拟合,拟合后的曲线与原曲线有很好的重合度。对测得的数据进行数据修正后,绘制了6个不同工况下的应变曲线。分别分析了主回路、支回路的轴向、环向应变与不同工况之间的关系。发现在三通管处冷热流体混合后产生了短暂的分层,使得主管及支管各方向应变产生突变。对各处等效应变分析后,发现主回路流体温度的变化是某些点应变状态发生较大变化的主要原因。本文对三通管道的高温应变测量为三通管道的高温有限元模拟提供了可靠的数据支持,对后续实际生产工况的调节有现实的指导意义,是保障压力管道长周期安全运行的重要组成部分。

关键词：高温应变测量三通热输出高温电阻应变片

内压作用下等壁厚过渡及等圆角过渡三通塑性极限分析

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压力容器 2020年第5期37卷 18-24,51页

作者：刘张羽惠虎余婧璠黄淞华东理工大学上海200237

为了保证采油树的安全运行,采用弹塑性有限元方法,对采油树结构中常用的管件三通的极限载荷开展研究。国产采油树三通的相贯区域均有一定的壁厚加厚现象,通过采用两种过渡方法(等壁厚过渡和等圆角过渡)分析壁厚的影响。研究内容如下:分... 详细信息

为了保证采油树的安全运行,采用弹塑性有限元方法,对采油树结构中常用的管件三通的极限载荷开展研究。国产采油树三通的相贯区域均有一定的壁厚加厚现象,通过采用两种过渡方法(等壁厚过渡和等圆角过渡)分析壁厚的影响。研究内容如下:分析了三通的失效形式,并确定了不同影响因素包括两种圆角过渡方法、主管径厚比及铸造圆角值对三通极限载荷均有一定程度的影响;建立了覆盖常用主管径厚比、铸造圆角及两种铸造方法的极限内压数据库;确定了两种过渡方法的优劣性及最佳铸造圆角值,得到了三通的影响因素曲线及工程估算公式;最后,通过试验验证了仿真的合理性。该研究结果可为三通的结构选型及设计优化提供参考依据。

关键词：三通塑性极限载荷过渡方法工程估算公式试验验证

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赵熙诗札三通考论

中国书法 2019年第13期 4-15页

作者：雒三桂重庆大学艺术学院

民国元年(一九一二)秋天,赵熙曾与康有为、梁启超等同至日本游历,数月之后返回四川,暂居重庆。至民国三年(一九一四)始回荣县故里。在此期间,赵熙与其师胡薇元经常以书信相往还,更相酬唱,留下一批书于明信片上的宝贵诗札。

关键词：赵熙考论三通诗民国元年梁启超明信片书信

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含砂输气管线三通部位的冲蚀仿真模拟

石油机械 2014年第10期42卷 111-116页

作者：钱东良纪苏丹刘刚王煜博王东西南石油大学石油与天然气工程学院西南石油大学机电工程学院

含砂输气管线中三通部位易受到冲蚀破坏。为了准确掌握三通在不同流向及安装位置下冲蚀破坏的具体位置,分析了影响冲蚀速率的主要因素,通过建立CFD仿真模型进行计算分析,指出三通管件两颊部位和迎流壁面处易发生冲蚀,同时部分沉积在管... 详细信息

含砂输气管线中三通部位易受到冲蚀破坏。为了准确掌握三通在不同流向及安装位置下冲蚀破坏的具体位置,分析了影响冲蚀速率的主要因素,通过建立CFD仿真模型进行计算分析,指出三通管件两颊部位和迎流壁面处易发生冲蚀,同时部分沉积在管道底部的砂粒也会对管壁造成一定冲蚀。通过单一变量法进行对比分析,结果表明冲蚀速率随着流速、粒子质量流量的增大而增大,但随着形状系数的增大而减小,即粒子越接近于圆球形,冲蚀速率越小,形状系数较小时影响较为明显,较大时影响变小,同时还随粒子直径的增大而增大,但是到一定程度后,不再增大。

关键词：输气管线三通砂粒冲蚀 CFD模型形状系数影响因素

不同圆角半径对三通应力集中区域影响的量化分析

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压力容器 2021年第6期38卷 53-60,86页

作者：李海洋郭延军王鲁许辉郦晓慧华电电力科学研究院有限公司杭州310030

三通作为电厂管道的关键部件,在使用过程中经常出现开裂的现象。基于有限元软件,利用图像方法对不同圆角半径三通管件的应力集中区域进行分析。通过图像处理手段对异径三通的应力集中区域进行提取,并对不同圆角半径三通管件的局部最大... 详细信息

三通作为电厂管道的关键部件,在使用过程中经常出现开裂的现象。基于有限元软件,利用图像方法对不同圆角半径三通管件的应力集中区域进行分析。通过图像处理手段对异径三通的应力集中区域进行提取,并对不同圆角半径三通管件的局部最大等效应力、应力集中系数、应力集中区域的应力点分布以及应力集中区域的体积、表面积、厚度、长、宽进行量化分析,结果表明,在肩部区域适当增加圆角半径能降低其应力集中程度,过渡增加圆角半径反而导致肩部位置的应力更为集中,使得在三通支管处更易发生开裂现象;对于腹部区域,则圆角半径越大、更能有效地降低其应力集中程度。研究方法可为三通管件的安全性评估与其制造工艺流程提供参考依据。

关键词：三通图像处理应力有限元

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冷锻厚壁加强三通有限元分析

机械设计 1999年第9期16卷 18-19页

作者：郑炜鲁宝香何曼丽杨海威马银光宋海田玉民天津大学机械工程学院天津300072 中海石油北方船舶公司

本文介绍了对冷锻厚壁加强三通进行有限元分析的方法和结果。分析结果表明三通满足强度设计要求，但是复杂工况条件下三通的母管与支管相贯肩部的应力值很大。所得结论为进一步改进三通设计提供了理论依据。

关键词：三通有限元冷锻火电厂强度设计