摘要：[目的]超临界/密相CO_(2)管道是目前长距离运输CO_(2)的主要方式,由于超临界/密相CO_(2)管道维持高压运行,对其管材止裂韧性的计算评估极其重要。减压波特性是评估管材止裂韧性的重要依据,然而CO_(2)泄漏涉及跨相态减压过程,导致其减压波传递规律复杂,预测难度增加,影响管材止裂评估。[方法]为研究CO_(2)管道泄漏时减压波的传递规律,搭建了CO_(2)泄漏减压波实验平台,以均相流模型为框架,结合气体状态方程、声速模型及出流速度模型建立了减压波数值计算模型,通过将模型计算结果与实验数据进行对比,验证了模型的准确性,并以此为基础,开展了不同初始温度、压力下的数值计算。[结果]不同相态CO_(2)减压波平台的起始点波速均随压力的升高而升高,随温度的升高而降低。与气态CO_(2)不同,密相和超临界CO_(2)减压波平台的高度均随压力的升高而降低,随温度的升高而升高。温度和压力对减压波平台影响的本质为对初始熵值和密度的影响。减压平台的高度取决于初始熵值,对于气相,初始熵值越低,减压波平台越高;对于密相和超临界相,初始熵值越高,减压波平台越高。无论何种相态,初始密度越高,平台长度越长。[结论]实际工程中应重点关注起点高温高压位置的管道止裂,该实验方法和减压波计算模型可为CO_(2)管道止裂韧性计算评估和管道设计提供理论支撑。

摘要：文中首先分析了长庆油田某页岩油的密度、比热容等基本物性,然后对降凝剂加剂条件进行了优化,确定了最优热处理温度和加剂浓度,最后基于页岩油管线的基本设计条件,通过SPS软件开展了不同季节、不同输量条件下管道的停输温降和再启动模拟研究。研究结果表明:该页岩油对降凝剂具有良好的感受性,最优热处理温度为50℃、最优加剂浓度为20 ppm,且在冬春季和夏秋季各输量条件下停输100 h后均能成功实现再启动,对页岩油管道的安全保障具有重要意义。

摘要：自主设计并搭建了自动刻痕装置和压弯装置,提高了刻痕质量和测试结果的可重复性,同时采用改进的Bell实验方法对高密度聚乙烯材料的环境应力开裂行为进行了系统实验研究.结果表明,试剂浓度、刻痕偏移量、刻痕倾斜角度、刻痕刀片厚度的改变均会对环境应力开裂时间产生较大的影响;裂纹起裂位置既不在试样弯曲变形最大的中间位置,也不在刻痕边缘,而是在距离刻痕边缘约6.38 mm的位置.

摘要：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。

摘要：[目的]沉降是埋地管道周边常见的地质灾害,严重时可导致管道失效及破坏.研究连续沉降过程中的管土相互作用规律对于保障沉降灾害下埋地管道的安全具有重要意义.[方法]利用自主设计的连续沉降实验系统开展埋地钢管连续沉降实验,探究不同地层土体沉降范围和沉降量下的管土相互作用规律,采用数值模拟方法详细分析了连续沉降过程中的管土相互作用演化过程,并通过非线性多元拟合方法,充分考虑沉降、管道、土体等各项参数,对数值模拟结果进行多元拟合.[结果]随着地层土体沉降量的增加,钢管与周围土体逐渐由协同沉降向非协同沉降演变,管道的力学响应经历了增加、卸载、波动、稳定4个阶段.随着地层土体沉降范围增大,管道与其下方土体完全分离所需的地层沉降量增大.当沉降速度较小时,管道最大应力与沉降量随沉降速度的增加而显著增加;沉降速度超过2×10-5m/s后,管道最大应力与沉降量基本保持不变,但相应的地层沉降量明显增加.此外,拟合得到连续沉降条件下埋地钢管最大Von Mises应力预测模型,其计算误差多在10％以内.[结论]不同沉降阶段下的管道力学响应明显不同,并且沉降过程中的地层土体沉降量、沉降范围、沉降速度变化对于管道的力学响应也具有重要影响.此外,研究得到的连续沉降下埋地钢管最大Von Mises应力预测模型具有较好的预测效果,能够为连续沉降灾害下的埋地管道安全提供重要判定依据.(图19,表4,参24)

摘要：文章结合青岛江苏路教堂的修复工程,探讨数字模型在整个修复流程中的作用和意义。实践证明,建筑数字模型能够协助制定修复计划,合理安排工期;修复数据可以借助数字模型库进行系统整合,优化存取;在后期研究阶段,相关拓展技术也能够在性能化模拟方面发挥关键作用。同时,该经验对于其他类型建筑的保护性修复、老旧小区改造等也具有一定借鉴意义。

摘要：[目的]杂质的存在会影响CO_(2)的相平衡性质,进而影响CO_(2)管道输送安全。随着CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage)技术的进一步应用,含杂质CO_(2)体系相平衡研究对推广CCUS技术至关重要。[方法]自主设计了一套基于气体、液体可压缩性差异的含杂质CO_(2)体系相特性测量实验装置,可以在-30~50℃范围内测量并计算含杂质CO_(2)体系的泡点压力、露点压力。将实验结果与PR方程、GERG-2008方程、BWRS方程、SRK方程、PRSV方程模拟结果进行对比,分析各方程预测精度。[结果]针对不同比例的N2-CO_(2)二元体系,随N2含量增加,各状态方程对于泡点压力、露点压力的预测精度下降。不同温度区间各状态方程预测精度不同,PR方程在0℃以下的泡点压力、露点压力预测精度较高,在0℃及以上,预测精度下降;GERG-2008方程在0℃以下的泡点压力、露点压力预测精度较低,在0℃及以上,预测精度较高;BWRS方程无明显规律性,但对各体系总体预测精度较低;SRK方程在0℃及以下预测精度较低,在0℃以上预测精度较高;PRSV方程在0℃以下预测精度较低,在0℃及以上预测精度较高。[结论]除BWRS方程无明显规律性外,其他方程在不同温度区间表现出不同的预测精度。状态方程优选建议:针对纯CO_(2),在0℃以下推荐使用PR方程,在0℃及以上推荐使用PRSV方程;对于99.5%CO_(2)+0.5%N2的体系,在-20~20℃范围内,推荐使用PR方程;对于96%CO_(2)+4%N_(2)的体系,在-30~20℃范围内,推荐使用PR方程、PRSV方程。

摘要：【目的】随着中国城镇化建设的不断推进,重型车辆通过埋地管道上方的情况日益增多,探究重型车辆碾压下埋地管道力学响应规律对保障油气管道安全运行具有重要意义。【方法】以埋地X70管道为研究对象,设计并开展车辆碾压管道室外实验,采用应变电测法获取管道响应数据,总结管道土压力和轴向应力的响应规律;使用ABAQUS软件建立土体-管道有限元仿真模型,采用非线性接触模型模拟管土相互作用,将车辆荷载简化为移动面源恒载,编写DLOAD子程序实现加载,按照实验工况进行仿真。【结果】所得管道附加轴向应力的仿真值与实验值偏差小,且土压力、轴向应力分布规律与试验结果相同,验证了管道土压力、轴向应力的响应规律;基于验证后的有限元模型,采用单一变量法,通过仿真探讨了车辆载重、车辆速度、管道直径、管道壁厚、填土高度与管道内压6种参数对管道轴向应力的影响规律。【结论】两侧履带正下方截面处管顶土压力和轴向应力均大于中心截面处,管底轴向应力小于中心截面处。增大管道直径、管道壁厚或填土高度均可减小车辆碾压引起的管道附加轴向应力,但改变车辆速度与管道内压对管道附加轴向应力无显著影响。研究所得埋地管道力学响应规律可为重型车辆碾压下管道的安全裕度评估提供参考。(图20,表4,参27)

摘要：卧式储罐常用于油气、危化品的储存,储罐覆土后可减少介质蒸发损耗、缩小与周围临近设施的安全间距,可有效降低爆炸冲击、碎片飞溅产生的破坏,该技术在石油化工行业应用较广。鉴于基础沉降、土体塌陷等地质灾害因素,以及覆土厚度、覆土边坡角度等工程建设因素均会影响覆土式卧罐的安全施工和运行维护,因此设计研制了砂床基础沉降作用下覆土式卧罐安全性测试平台。该平台可模拟卧罐在不同覆土厚度及边坡角度状态下的应变变化,也可模拟砂床基础的不同沉降长度和高度对卧罐安全性的影响;通过该测试平台可直接观测覆土的沉降位移,能够准确测定卧罐的应变以及罐周土压力,为研究卧罐在砂床基础沉降作用下的安全性提供依据。该平台依托于实际工程背景,兼顾工程实际与科研教学,为师生的科研创新提供了新的平台。

摘要：输油管道停输再启动是一项复杂的工程问题,为确保长庆油田某页岩油管道的运行安全,需对管道停输再启动开展研究。根据该页岩油管道的基础数据和所输页岩油的油品物性,利用SPS仿真软件对冬春季和夏秋季正常输送时管道的出站压力和进站油温进行计算分析,并对不同停输时间下管道的再启动过程进行模拟。研究发现:将管道进站油温高于原油凝点3℃时的停输时间确定为安全停输时间,在最高输量和最低输量条件下,管道冬春季的安全停输时间分别为28 h和3.5 h,推荐管道停输后再启动压力分别为6 MPa和3 MPa;针对最低输量下管道安全停输时间较短的情况,推荐在停输前加降凝剂处理,以延长管道安全停输时间;夏秋季安全停输时间均大于100 h,推荐管道停输后再启动压力为5.5 MPa和1.5 MPa。该研究结果为管道的稳态运行和停输再启动操作提供了参考。