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D1219 mm管道山地自动焊系统研制及应用

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压力容器 2024年第6期41卷 36-42页

作者：靳红星中国石油管道局工程有限公司河北廊坊065000

针对长输管道山地自动焊施工技术难题,研制了D1219 mm柔性内焊机、热煨弯管坡口机、吊管机、焊接工程车等山地系统焊接施工装备;同时试制加长型热煨弯管,满足了热煨弯管与直管自动焊和AUT检测要求。在水平0°和斜30°位置,钢级L555M,D12... 详细信息

针对长输管道山地自动焊施工技术难题,研制了D1219 mm柔性内焊机、热煨弯管坡口机、吊管机、焊接工程车等山地系统焊接施工装备;同时试制加长型热煨弯管,满足了热煨弯管与直管自动焊和AUT检测要求。在水平0°和斜30°位置,钢级L555M,D1219 mm×18.4 mm直管与D1219 mm×22 mm加长型热煨弯管组对后,采用山地柔性内焊机、双焊炬自动焊机进行了自动焊工艺试验,无损检测、力学性能试验结果均合格。山地柔性内焊机在川气出川二线山区段进行了工业化应用,实现了从山底到山顶、通过加长型热煨弯管、再从山顶到山底的不留断点连续自动焊的施工。

关键词：长输管道山地柔性内焊机加长型热煨弯管自动焊工业化应用

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滑坡作用下埋地管道的弹塑性地基反力解析法

科学技术与工程 2024年第10期24卷 4039-4047页

作者：尚玉杰徐东霞赵彦波陈彬周亚薇李鑫薛峰国家管网集团工程技术创新有限公司天津300457 中国石油管道学院廊坊065000

目前关于弹塑性地基中滑坡段埋地管道的解析计算研究较少,计算结果不够精确。为探讨滑坡段埋地管道与土体接触的非线性特征,基于地基反力法,采用简化的弹塑性本构模型来模拟非线性管-土的相互作用,提出了埋地管道与土体相互作用的弹塑... 详细信息

目前关于弹塑性地基中滑坡段埋地管道的解析计算研究较少,计算结果不够精确。为探讨滑坡段埋地管道与土体接触的非线性特征,基于地基反力法,采用简化的弹塑性本构模型来模拟非线性管-土的相互作用,提出了埋地管道与土体相互作用的弹塑性地基反力解析法控制方程组,根据管道变形的连续性条件及边界条件求得管道挠度和内力的解析解,对管道变形和内力进行计算。结合算例进行分析,选取不同参数,探讨了地基反力系数k 0对管道变形和内力的影响。研究结果表明:随地基反力系数的增大,管道最大挠度、滑体中部管道弯矩及Mises应力逐渐减小,滑坡周界处管道弯矩及Mises应力逐渐增大;地基反力系数增大,土体对管道约束作用加强,从而引起管道挠度和内力的变化。与Winkler地基反力法相比,基于弹塑性地基反力法的滑坡作用下管道力学分析理论上更为严谨,有效地提高了计算精度。

关键词：管-土相互作用地基反力法弹塑性非线性解析解

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超临界二氧化碳管道止裂韧性预测模型研究

石油机械 2024年

作者：曹宇光甄莹刘媛媛张振永白芳中国石油管道局工程有限公司设计分公司中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院

碳中和目标下，超临界态CO2管道输送已成为碳捕集利用与封存(CCUS)技术发展的必然趋势。然而，目前超临界CO2管道止裂控制体系尚未构建，管材止裂韧性难以预测，成为限制其广泛应用的瓶颈问题之一。针对该问题，本文通过归纳国内外相关... 详细信息

碳中和目标下，超临界态CO2管道输送已成为碳捕集利用与封存(CCUS)技术发展的必然趋势。然而，目前超临界CO2管道止裂控制体系尚未构建，管材止裂韧性难以预测，成为限制其广泛应用的瓶颈问题之一。针对该问题，本文通过归纳国内外相关文献及规范标准，对超临界CO2管道止裂控制研究进展及最新标准体系进行了简要综述。在系统收集已开展CO2管道全尺寸爆破试验信息及数据的基础上，对现有止裂韧性预测模型适用性进行了讨论，由此确定了CO2管道止裂韧性预测模型修正形式，并对不同模型适用范围及预测结果进行了讨论。结果表明，本文建立的修正模型解决了传统止裂预测模型过于激进的问题，同时降低了DNV推荐方法的保守性，且适用范围较广、使用方便，有望为我国CO2管道止裂设计提供指导。

关键词：超临界CO 延性断裂双曲线模型止裂控制

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焊枪喷嘴结构对保护气体流场的影响

油气储运 2024年第4期43卷 449-456页

作者：梁明明刘晓文侯昊陈佳铭牛连山姜艳朋中国石油天然气管道科学研究院有限公司中国石油管道局工程有限公司国际分公司

【目的】传统焊枪喷嘴结构设计中存在开发周期长、成本高、保护气体流场保护效果不明确的问题,优化焊枪喷嘴结构、控制保护气体流场等显得尤为必要。【方法】采用计算流体动力学软件Fluent,针对保护气体流量、焊枪喷嘴结构、喷嘴与坡口... 详细信息

【目的】传统焊枪喷嘴结构设计中存在开发周期长、成本高、保护气体流场保护效果不明确的问题,优化焊枪喷嘴结构、控制保护气体流场等显得尤为必要。【方法】采用计算流体动力学软件Fluent,针对保护气体流量、焊枪喷嘴结构、喷嘴与坡口的间距等关键参数进行数值模拟,并通过气体染色试验与焊接试验,对模拟结果进行验证。【结果】在管道窄间隙坡口熔化极气体保护电弧焊(Gas Metal Arc Welding,GMAW)工艺中,选用20 L/min的保护气体流量可以获得良好的保护效果;锥形与扁锥喷嘴效果较为理想,其中扁锥喷嘴结构使得保护气体的流场呈现较小的圆锥度且流动更为挺直,在相对较低的保护气体流量下即可有效抵抗侧风干扰,保持稳定的焊接环境;当焊枪喷嘴与坡口的间距控制在15 mm以内时,保护气体的流场具有良好的保护效果。采用气体染色试验及焊接试验对锥形与扁锥喷嘴的模拟结果进行验证,流场及焊接质量与模拟结果相符,表明采用数值模拟方法对保护气体流场的优化设计是切实可行的。【结论】计算流体动力学模拟技术能有效优化焊枪喷嘴的结构设计、缩短研发周期、增强焊接质量的稳定性,并显著提高窄间隙坡口GMAW工艺中保护气体的利用效率,可为焊枪喷嘴结构设计及保护气体流场的调控提供新的思路与技术参考。(图9,表1,参22)

关键词：管道焊接模拟仿真焊枪喷嘴保护气体

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纯氢/掺氢天然气管道的减压与调压

油气储运 2024年第1期43卷 21-31页

作者：李玉星周慧朱建鲁刘翠伟吕浩彭薇芦澍李璐伶中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院中国石油管道局工程有限公司管道投产运行分公司深圳市燃气集团有限公司

【目的】调压系统作为连接长输管道与城镇燃气管网的关键环节之一,在实现“氢进万家”中发挥着重要作用,然而氢气与天然气的物性差异会影响调压的工艺控制效果。【方法】采用纯氢/掺氢天然气减压调压实验与调压动态模拟相结合的方式,以... 详细信息

【目的】调压系统作为连接长输管道与城镇燃气管网的关键环节之一,在实现“氢进万家”中发挥着重要作用,然而氢气与天然气的物性差异会影响调压的工艺控制效果。【方法】采用纯氢/掺氢天然气减压调压实验与调压动态模拟相结合的方式,以稳压精度、响应时间、适用度函数作为判定减压调压系统稳压效果的依据,对掺氢比、流量波动周期、下游流量变化幅度、管输压力及PID参数进行了敏感性分析。【结果】(1)系统波动越频繁、气体流速越大,导致系统受到扰动后波动幅度越大,减压调压系统越不易实现稳压,需对管输纯氢或者掺氢天然气的高流速运动进行限制。(2)调压系统流量有正弦变化的波动,以稳压精度±1.5%为要求,开展减压调压实验时,PID比例参数、积分参数设定在1~2范围时,可基本实现纯氢/掺氢天然气在城镇燃气管道压力范围内的调压。(3)当管输气体流速相同时,纯氢的瞬时波动较天然气更为明显,控制系统的响应时间、适应度函数均随掺氢比的增大而逐渐增加;纯氢的压力瞬时波动可达到纯甲烷的1.15倍,控制系统的响应时间、适应度函数也分别增大为纯甲烷的1.13倍、2.68倍,当氢气与甲烷为相同比例参数、积分参数时,含氢气体更难实现稳压,可根据掺氢比适当降低积分参数或增大比例参数,实现与天然气相同甚至更好的稳压效果。【结论】研究成果可为纯氢/掺氢天然气管道的实际调压过程提供一定的理论参考。(图13,表3,参27)

关键词：氢气掺氢天然气调压减压 PID 最优值

超临界CO_(2)管道止裂韧性预测模型研究

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石油机械 2024年第7期52卷 28-35页

作者：曹宇光甄莹刘媛媛张振永白芳中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东省青岛市266580 中国石油管道局工程有限公司设计分公司

碳中和目标下,超临界态CO_(2)管道输送已成为碳捕集利用与封存(CCUS)技术发展的必然趋势。然而,目前超临界CO_(2)管道止裂控制体系尚未构建,管材止裂韧性难以预测,成为限制其广泛应用的瓶颈问题之一。针对该问题,通过归纳国内外相关文... 详细信息

碳中和目标下,超临界态CO_(2)管道输送已成为碳捕集利用与封存(CCUS)技术发展的必然趋势。然而,目前超临界CO_(2)管道止裂控制体系尚未构建,管材止裂韧性难以预测,成为限制其广泛应用的瓶颈问题之一。针对该问题,通过归纳国内外相关文献及规范标准,对超临界CO_(2)管道止裂控制研究进展及最新标准体系进行了简要综述;在系统收集已开展CO_(2)管道全尺寸爆破试验信息及数据的基础上,对现有止裂韧性预测模型适用性进行了讨论,由此确定了CO_(2)管道止裂韧性预测模型修正形式,并对不同模型适用范围及预测结果进行了讨论。研究结果表明,建立的修正模型解决了传统止裂预测模型过于激进的问题,同时降低了DNV推荐方法的保守性。建议将修正模型与DNN预测方法相结合,以使管材韧性值处于止裂区域;同时开展高效准确的CO_(2)管道裂纹动态扩展数值模拟。所得结果可为我国CO_(2)管道止裂设计提供指导。

关键词：超临界CO_(2) 管道输送延性断裂双曲线模型断裂韧性夏比冲击功止裂控制

微电阻率扫描测井仪推靠系统运动精度可靠性分析

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科学技术与工程 2024年第27期24卷 11671-11678页

作者：孙文郑竣元任涛王蕊西安石油大学机械工程学院西安710065 中国石油管道局工程有限公司长庆分公司西安710065

微电阻率扫描测井仪具有高井壁覆盖率、高分辨率、直观可视等特点,能够提高测井精度,尤其是在薄层识别上,能够进行清晰准确地判别。为研究微电阻率测井仪推靠系统运动精度可靠性,通过应用MATLAB和ADAMS两个软件,基于Monte-Carlo方法,针... 详细信息

微电阻率扫描测井仪具有高井壁覆盖率、高分辨率、直观可视等特点,能够提高测井精度,尤其是在薄层识别上,能够进行清晰准确地判别。为研究微电阻率测井仪推靠系统运动精度可靠性,通过应用MATLAB和ADAMS两个软件,基于Monte-Carlo方法,针对推靠系统的极板、推杆支臂和相应杆件及间隙进行运动仿真,并进行运动精度可靠性分析。结果表明,推靠系统误差模型测量点位移变化比速度和加速度变化更加明显,位移变化对可靠性的影响比速度和加速度对可靠性的影响更大。应用MATLAB软件计算得出的运动精度可靠度为0.9830,应用ADAMS软件虚拟样机仿真得出的运动精度可靠度为0.9887。两种方法可靠度计算结果接近,误差为0.57%。

关键词：推靠系统运动精度运动仿真虚拟样机可靠性

焊接顺序和焊接方向优化在管线钢焊接中的应用

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焊接技术 2024年第9期53卷 85-88页

作者：任成龙中国石油管道局工程有限公司河北廊坊065000

为研究管线钢对接焊焊接顺序和焊接方向对焊接变形和残余应力的影响,设计不同焊接装配顺序有限元模型,模拟得到焊接变形和残余应力曲线,并验证仿真模型。结果表明:焊接变形和残余应力曲线整体趋势相近。第1,2道焊接装配顺序一定的前提下... 详细信息

为研究管线钢对接焊焊接顺序和焊接方向对焊接变形和残余应力的影响,设计不同焊接装配顺序有限元模型,模拟得到焊接变形和残余应力曲线,并验证仿真模型。结果表明:焊接变形和残余应力曲线整体趋势相近。第1,2道焊接装配顺序一定的前提下,第3道左右均顺的焊接变形结果均大于左顺右逆结果;在第3道焊接装配顺序相同的前提下,盖面焊先焊接中间焊缝再焊接两侧的焊缝,焊接变形相对较小。焊接变形误差控制在5.62%范围内,满足工程施工的要求。不同焊接装配顺序对残余应力分布有一定的影响。盖面焊焊接顺序比焊接方向对残余应力影响程度更大。焊接仿真结果可有效指导长输油管道管线钢生产。

关键词：焊接顺序焊接方向 X52管线钢焊接变形残余应力

高强管道用1Cr16Ni4Mo2N不锈钢的热处理与组织性能研究

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锻压技术 2024年第6期49卷 215-220,254页

作者：苏宁刘凤军李月超中国石油管道局工程有限公司河南郑州451450 河南科技大学机电工程学院河南洛阳471000

为了提升高强管道用不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能,对高强管道用1Cr16Ni4Mo2N不锈钢进行了固溶和时效处理,研究了时效温度对不锈钢显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明,1Cr16Ni4Mo2N不锈钢在350~625℃... 详细信息

为了提升高强管道用不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能,对高强管道用1Cr16Ni4Mo2N不锈钢进行了固溶和时效处理,研究了时效温度对不锈钢显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明,1Cr16Ni4Mo2N不锈钢在350~625℃时效处理4 h后,基体组织均为马氏体和奥氏体,且随着时效温度升高,马氏体向奥氏体转变;不锈钢的屈服强度ReL和抗拉强度R_(m)随着时效温度的升高先增大后减小,在时效温度为350℃时具有较高的强塑性。FeCl_(3)溶液中浸泡腐蚀试验结果与电化学试验结果一致,1Cr16Ni4Mo2N不锈钢的腐蚀速率随着时效温度的升高先增大后减小,在时效温度为350℃时具有最佳的耐腐蚀性能。因此,高强管道用1Cr16Ni4Mo2N不锈钢最佳的时效温度为350℃,此时不锈钢具有良好的强塑性和耐腐蚀性能。

关键词：时效温度 1Cr16Ni4Mo2N不锈钢显微组织力学性能耐腐蚀性能