输气管道有限元分析带图
题目描述：
输气管道的有限元建模与分析
计算分析模型如图1所示
承受内压：1.0e8 Pa
R1=0.3
R2=0.5
管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。
图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图）
题目分析：
由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生。然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。此外，需注意分析过程中的单位统一。
操作步骤
1.定义工作文件名和工作标题
1.定义工作文件名。执行Utility Menu-File→Chang Jobname，单击OK按钮。
2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile，单击OK按钮。
3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory。
2.定义单元类型和材料属性
1.设置计算类型
ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK
2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→
Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply
Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK
Options…→select K3: Plane strain →OK→Close，选择OK接受单元类型并关闭对话框。
3.设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，选择OK并关闭对话框。
3.创建几何模型
1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK
2. 生成管道截面。
ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical →ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →In Active Coord →依次连接1,2,3,4点→OK 如图2
图2
Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →By Lines →依次拾取四条边→OK →ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian 如图3
图3
3.拉伸成3维实体模型
Preprocessor →Modeling→operate→areas→along normal输入2，如图4所示
图4
4.生成有限元网格
Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→V olumes Mesh→Tet→Free,.采用自由网格划分
单元。执行Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesh-V olume-Free，弹出一个拾取框，
拾取实体，单击OK按钮。生成的网格如图5所示。
图5
5.施加载荷并求解
1.施加约束条件。执行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Displacement-On Areas，弹出一个拾取框，拾取前平面，单击OK按钮，弹出对话框，选择“U Y”选项，单击OK按钮。
同理，执行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Displacement-On Areas，弹出一个拾取框，拾取左平面，单击OK按钮，弹出对话框，选择“U X”选项，单击OK按钮。
2.施加载荷。执行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Pressure-On Areas，弹出一个拾取框，拾取内表面，单击OK按钮，弹出对话框，如图所示输入数据1e8，单击OK 按钮。
图6
3.求解。
执行Main Menu-Solution-Solve-Current LS，弹出一个提示框。浏览后执行file-close，单击OK按钮开始求解运算。出现一个【Solution is done】对话框是单击close按钮完成求解运算。
6.显示结果
1.显示变形形状。执行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Deformed Shape，弹出对话框。选择“D ef+underformed”单选按钮，单击OK按钮。生成结果如图7所示。
图7
2.列出节点的结果。执行Main Menu-General Posproc-List Results-Nodal Solution，弹出对话框。设置好后点击OK按钮。生成如图8所示的结果
图8
3.浏览节点上的V on Mises应力值。执行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Contour Plot-Nodal Solu，弹出对话框。设置好后单击OK按钮，生成结果如图9所示。
图9
7.以扩展方式显示计算结果
1.设置扩展模式。执行Utility Menu-Plotctrls-Style-Symmetry Expansion，弹出对话框。选中“1/4 Dihedral Sym”单选按钮，单击OK按钮，生成结果如图10所示。
图10
2.以等值线方式显示。执行Utility Menu-Plotctrls-Device Options，弹出对话框，生成结果如图11所示。
图11
结果分析
通过图9可以看出，在分析过程中的最大变形量为418E-03m，最大的应力为994E+08Pa,最小应力为257E+09Pa。应力在内表面比较大，所以在生产中应加强内表面材料的强度。
燃气管道施工技术要求(培训课件)
前言 城镇燃气管道主要内容是钢质管道和PE管道，了解城镇燃气管道施工技术要求，对于我们工程管理部门来说，能够更好地做好工程施工现场的管理，确保工程施工质量，做到内行管理内行，避免工程施工过程中管理失误，造成工程建设损失，促进工程现场管理有序开展。现在，我按照施工有关的规范对燃气管道施工技术要求讲讲个人的理解，不一定适合大家的要求，仅供参考，有不对之处，希望大家给予更正，更希望共同研讨，把施工质量搞好，确保城镇用气的安全、平稳。下面分以下几个方面进行讲述。 1、遵循的标准和规范 1.1《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33-2005。 1.2《城镇燃气设计规范》GB50028-2006。 1.3《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98。 1.4《钢制对焊无缝管件》GB/T12459-2005。 1.5《钢管焊缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级》GB/T 12605-90。 1.6《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析》GB11345-89。1.7《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-1999。 1.8《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T0413-2002。 1.9《辐射交联聚乙烯热收缩带（套）》SY/T4054-2003。 1.10《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》SY/T0414-98。 1.11《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T8923-88。
1.12《燃气用埋地聚乙稀管材》GB15558.1-2003 1.13《燃气用埋地聚乙稀管件》GB15558.2-2005 1.14《聚乙稀燃气管道工程技求规程》CJJ63-95 2、施工队伍应具备的条件 在《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33-2005中用黑体字要求的内容，其内容为： 2.1进行城镇燃气输配工程施工的单位，必须具有与工程规模相适应的施工资质；进行城镇燃气输配工程监理的单位，必须具有相应的监理资质。工程项目必须取得建设行政主管部门批准的施工许可文件后方可开工。 2.2承担燃气钢质管道、设备焊接的人员，必须具有锅炉压力容器压力管道特种设备操作人员资格证（焊接）焊工合格证书，且在证书的有效期及合格范围内从事焊接工作。间断焊接时间超过6个月，再次上岗前应重新考试；承担其它材质燃气管道安装的人员，必须经过专门培训，并经考试合格，间断安装时间超过6个月，再次上岗前应重新考试和技术评定。当使用的安装设备发生变化时，应针对该设备操作要求进行专门培训。 3、管材及管件 3.1中压、低压燃气管道宜采用聚乙烯管，机械接口球墨铸铁管、钢管、钢骨架聚乙烯复合管、PE管等，应符合相关标准。 高压、次高压应采用钢管、选用的钢管应符合现行国家标准《三石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：A级钢管》
输气管道工程设计条件
一、基础资料 1 需业主提供的基础资料 开展输气管道工程设计前业主至少应提供下列资料，但不限于： 1.1 设计任务书或设计委托书； 1.2 资源与市场数据。 1.3 技术要求，至少应包括： 1）管道的起、终点、系统功能、建设水平、质量要求； 2）管输气体的来源及物性； 3）管道的任务输量、最小输量、最大输量； 4）管道沿线天然气的分输或注入要求； 5）管道用户用气特点及不均匀系数； 6）上游供气方不同年份供气量及供气压力； 7）不同年份用户用气量及用气压力需求； 8）工期要求。 1.4 管网规划及与拟建管道有关的已建的管道系统状况。 1.5 业主对工程管理的要求。 1.6 经济评价与概算资料 1）资金来源及贷款方式； 2）工程建设期及分年度投资比例； 3）类似工程投资及施工情况。 2 现场需要收集的外部接口资料 2.1 自然状况资料 1 管道沿线行政区划及地方志，沿线城市、乡镇发展规划。 2 管道沿线地形、地貌及植被分布情况； 3 管道沿线资源情况，包括：矿产、农业、林业、牧业、渔业、动植物、文物保护区分布等； 4 管道沿线重要设施分布，包括：军事设施、铁路枢纽、机场、码头、水库等的分布和发展计划； 5 管道沿线附近已建管线和构筑物的情况； 6 管道沿线重大项目的建设与规划； 7 基本气象资料。根据工程规模和建设水平的要求，气象资料宜为近10、20、30 年和50 年的统计数据。包括：全年平均气温、最冷月平均气温、极端最高温度、极端最低温度；管道埋深处最高、最低、和最冷月平均地温，标准冻土深度和最大冻土深度；降雨量（当地采用的降雨量计算公式，年和逐月的平均、最大、最小降雨量、最大强度降雨量、连续降雨最多的天数）、降雪量（初雪日、终雪日、连续降雪时间、最大积雪深度）、蒸发量，年平均日照、雷电日、沙尘暴天数，冰凌、冰雹强度；相对湿度；海拔高度；当地平均大气压；近年各月最大风速及各月风向、频率或全年的和夏季的风向频率玫瑰图、最大风速和风压值、静风出现的日期和持续时间、风暴和风沙出现的时间和状况。 8 沿线人文资料； 9 沿线水利设施、水利规划及水利部门的有关规定；
输气管道设计规范 GB50251-2003
1 总则 1．0．1 为在输气管道工程设计中贯彻国家的有关法规和方针政策，统一技术要求，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制订本规范。 1．0. 2 本规范适用于陆上输气管道工程设计。 1．0．3 输气管道工程设计应遵照下列原则： 1 保护环境、节约能源、节约土地，处理好与铁路、公路、河流等的相互关系； 2 采用先进技术，努力吸收国内外新的科技成果； 3 优化设计方案，确定经济合理的输气工艺及最佳的工艺参数。 1．0．4 输气管道工程设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。 2 术语 2．O．1 管输气体 pipeline gas 通过管道输送的天然气和煤气。 2．O．2 输气管道工程 gas transmission pipeline project 用管道输送天然气和煤气的工程。一般包括输气管道、输气站、管道穿(跨)越及辅助生产设施等工程内容。 2．O．3 输气站 gas transmission station 输气管道工程中各类工艺站场的总称．一般包括输气首站、输气末站、压气站、气体接收站、气体分输站、清管站等站场。
2．O．4 输气首站 gas transmission initial station 输气管道的起点站。一般具有分离，调压、计量、清管等功能。 2．O．5 输气末站 gas transmission terminal station 输气管道的终点站。一般具有分离、调压、计量、清管、配气等功能。 2．O．6 气体接收站 gas receiving station 在输气管道沿线，为接收输气支线来气而设置的站，一般具有分离、调压、计量、清管等功能。 2．O．7 气体分输站 gas distributing station 在输气管道沿线，为分输气体至用户而设置的站，一般具有分离、调压、计量、清管等功能。 2．O．8 压气站 compressor station 在输气管道沿线，用压缩机对管输气体增压而设置的站。 2．0．9 地下储气库 underground gas storage 利用地下的某种密闭空间储存天然气的地质构造。包括盐穴型、枯竭油气藏型、含水层型等。 2．O．10 注气站 gas injection station 将天然气注入地下储气库而设置的站。 2．O．11 采气站 gas withdraw station 将天然气从地下储气库采出而设置的站。 2．O．12 管道附件 pipe auxiliahes 指管件、法兰、阀门、清管器收发筒、汇管、组合件、绝缘法兰或绝缘接头等管道专用承压部件。
《输气管道设计与管理》课程综合复习
《输气管道设计与管理》复习资料 一、填空题 1、天然气是指从地层内开发生产出来的、可燃的、烃和非烃混合气体，这种气体有的是基本上以气态 形式从气井中开采出来的，称为；有的是随液石油一块儿从油井中开采出来的，称为。 2、输气系统从生产到使用各环节紧密相连，天然气从生产到使用大约有五个环节，采气、净气、输气、 储气、供配气。这五个环节有三套管网相连，即：、和城市配气网。这三套管网形成一个统一、连续、密闭的输气系统。 3、天然气是一种混合气体，混合气体的物理性质决定于天然气组成和各组分气体的性质。天然气的组 成有三种表示方法：即、摩尔组成和。 4、在温度不变的条件下，气体的粘度随着压力的增大而。在高压下（大于100atm），气体的粘度 随着温度的增大而。 5、气体被水蒸气所饱和，开始产生水滴时的最高温度称气体在该压力下的，它从另一侧面反映 气体中的。 6、天然气工业中最常用的脱水方法有三种分别是：、固体吸附脱水和。 7、对于长距离输气管线，当Q、D、P1max、P2min一定时，输气管末段的最大长度为： 22 1max2min max2 P P L CQ - =， 此时管末段的储气能力为。储气能力最大的末段长度为L max的倍。 8、北美、西欧有关的管道标准已规定，20英寸以上的气管应加内涂层，长距离输气管内壁一般涂敷有 机树脂涂层的主要优点有：、。 9、工程上用压缩因子来表示真实气体与理想气体PVT特性之间的差别，该值偏离1愈远，表明气体的 PVT性质偏离性质愈远。 10、天然气的相对密度是指同一压力和温度下气体密度与之比，无量纲。 11、“输气管道工程设计规范(GB50251-2003)”中规定：进入输气管道的气体必须清除机械杂质，应 比输送条件下最低环境温度低5℃；烃露点应低于，气体中的不应对于20mg/m3。12、在工程上，一般根据判断管线内的含水量是否达到形成水合物的条件。管线内形成水合物后 采取方法可迅速使水合物分解，管路畅通。 13、对简单输气管路，提高起点压力或降低终点压力都会增加输量，但对输量增加更有利。终点 压力在低压范围内变化对输量的影响。 14、对于长距离输气管线，由于节流效应的影响，输气温度可能低于。 15、在常压下，气体动力粘度随温度升高而，随气体密度的增大而。 16、单位体积干天然气中所含水蒸汽的质量称，它与天然气的、有关。当天然气被水
长输燃气管道的安全保护距离
长输燃气管道的安全保护距离 摘要：分析对比了长输燃气管道安全保护距离的相关法律、规章、规范，介绍了相关研究成果，分析和总结了管道、铁路、公路、通信线缆、电力设施、桥梁与长输燃气管道，输气站、放空管与其他设施的安全保护距离，提出了长输燃气管道安全保护工作的建议。 关键词：长输燃气管道；安全保护距离；防火间距；输气站；放空管 Safety Protection Distance of Long-distance Gas Transmission Pipeline WANG Kui，ZHANG Yukong Abstract：The relevant laws，regulations and codes for safety protection distance of long-distance gas transmission pipeline are analyzed and compared.The relevant research results are introduced.The safety protection distance from pipelines，railways，highways，communication cables，power facilities and bridges to long-distance gas transmission pipeline as well as from gas transmission stations and vent pipes to other facilities are analyzed and summarized.Suggestions on safety protection work of long-distance gas transmission pipeline are made. Key words：long-distance gas transmission pipeline；safety protection distance；fire separation distance；gas transmission station；vent pipe 1 概述 近年来，随着我国经济、城镇化、基础设施建设等快速发展，大量以前远离人口聚集区、工业区的长输燃气管道逐渐被各种建筑物包围，公路、铁路、线缆、工业园区、住宅区等与管道交叉施工或占压管道的问题层出不穷。 在处理交叉施工和占压问题，防止第三方施工对燃气管道造成破坏，有效拆除并搬迁占压物，避免其他建设工程对燃气管道安全运行产生影响，尽可能减少燃气管道发生事故后对周边区域人员和财产造成损害时，如何合理地确定长输燃气管道的安全保护距离是当前燃气企业面临的难点问题。 2 相关法律、规章、技术规范 ①法律 相关的法律主要是《中华人民共和国石油天然气管道保护法》，该法在原《石油天然气管道保护条例》规定的管道中心线两侧5m的安全距离的基础上，进一步细化了相关规定，并提出部分建筑物与燃气管道的距离应当符合国家技术规范的强制性要求，建设施工方应当与燃气管道企业协商确定施工作业方案等新规定，为现有长输燃气管道安全保护距离的确定提供了重要的法律依据。
输气管道课程设计
输气管道课程设计 姓名：李轩昂 班级：油储1541 学号：201521054114 指导教师：任世杰
目录 前言------------------------------------------------------------------------------------------------- 4第一章设计概述---------------------------------------------------------------------------------- 5 1.1设计原则--------------------------------------------------------------------------------- 5 1.2 管道设计依据和规范----------------------------------------------------------------- 5 1.3长输气管道设计原始资料------------------------------------------------------------ 6 1.3.1天然气管道的设计输量 ------------------------------------------------------- 6 1.3.2气源特性 ------------------------------------------------------------------------- 6 1.3.3气源处理 ------------------------------------------------------------------------- 6 1.3.4管道设计参数 ------------------------------------------------------------------- 7 1.3.5基本经济参数 ------------------------------------------------------------------- 7第2章管道工艺计算---------------------------------------------------------------------------- 9 2.1天然气物性参数计算------------------------------------------------------------------ 9 2.1.1天然气的平均分子质量、平均密度和相对密度------------------------- 9 2.1.2天然气压缩因子的计算 ------------------------------------------------------- 9 2.1.3天然气粘度计算 -------------------------------------------------------------- 10 2.1.4定压摩尔比热 ----------------------------------------------------------------- 10 2.2输气管道水力计算------------------------------------------------------------------- 11 2.2.1雷诺数的计算 ----------------------------------------------------------------- 11 2.2.2管道内压力的推算 ----------------------------------------------------------- 12 2.2.3管道壁厚推算 ----------------------------------------------------------------- 12 2.3输气管道热力计算------------------------------------------------------------------- 12 2.3.1总传热系数 -------------------------------------------------------------------- 12 2.3.2天然气的平均地温 ----------------------------------------------------------- 13 2.3.3考虑气体的节流效应时输气管沿管长任意点的温度计算----------- 13 2.4管道工艺计算结果------------------------------------------------------------------- 14 2.4.1首站到分输站1 --------------------------------------------------------------- 14 2.4.2分输站1到分输站2 --------------------------------------------------------- 14 2.4.3分输点2到末点 -------------------------------------------------------------- 15
输气管道工程设计规范,gb50251-2015
输气管道工程设计规 范,gb50251-2015 篇一：输气管道设计规范GB50251-2003 1 总则 1．0．1 为在输气管道工程设计中贯彻国家的有关法规和方针政策，统一技术要求，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制订本规范。 1．0. 2 本规范适用于陆上输气管道工程设计。 1．0．3 输气管道工程设计应遵照下列原则： 1 保护环境、节约能源、节约土地，处理好与铁路、公路、河流等的相互关系； 2 采用先进技术，努力吸收国内外新的科技成果； 3 优化设计方案，确定经济合理的输气工艺及最佳的工艺参数。 1．0．4 输气管道工程设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。 2 术语 2．O．1 管输气体pipeline gas
通过管道输送的天然气和煤气。 2．O．2 输气管道工程gas transmission pipeline project 用管道输送天然气和煤气的工程。一般包括输气管道、输气站、管道穿(跨)越及辅助生产设施等工程内容。 2．O．3 输气站gas transmission station 输气管道工程中各类工艺站场的总称．一般包括输气首站、输气末站、压气站、气体接收站、气体分输站、清管站等站场。 2．O．4 输气首站gas transmission initial station 输气管道的起点站。一般具有分离，调压、计量、清管等功能。 2．O．5 输气末站gas transmission terminal station 输气管道的终点站。一般具有分离、调压、计量、清管、配气等功能。 2．O．6 气体接收站gas receiving station 在输气管道沿线，为接收输气支线来气而设置的站，一般具有分离、调压、计量、清管等功能。 2．O．7 气体分输站gas distributing station 在输气管道沿线，为分输气体至用户而设置的站，一般具有分离、调压、计量、清管等功能。 2．O．8 压气站compressor station 在输气管道沿线，用压缩机对管输气体增压而设置的站。
西气东输简介
西气东输工程是我国距离最长、口径最大的输气管道，西起塔里木盆地的轮南，东至上海。2000年2月，国务院第一次会议批准启动“西气东输”工程，成为拉开西部大开发序幕的标志性建设工程。 全线采用自动化控制，供气范围覆盖中原、华东、珠江三角洲地区。自新疆塔里木轮南油气田，向东经过库尔勒、吐鲁番等地区，东西横贯9个省区，全长4200千米。 该工程分为西一线、西二线、西三线工程，西一线工程于2002年7月正式开工，2004年10月1日全线已建成投产，惠及3亿人。 西二线工程于2009年开工，今年年底将修到香港，实现全线竣工，将惠及4亿人；西三线工程于今年10月16日开工，计划于2015年前建成投产，投产后可向沿线市场输送300亿立方米天然气。 10年前，中国第一条横贯东西的能源大动脉——西气东输管线开工建设，2004年新疆的天然气第一次送到了上海。 2009年，西二线动工，目前主体工程已完工，并完全通气。来自5000公里之外的中亚天然气通过西二线直接通往了珠江三角洲，并将点亮香江。 10月16日，西三线正式开工，2015年全线通气后，中国一年从中亚进口的天然气将达550亿立方米，接近2007年国内产量总和。 中石油董事长蒋洁敏日前在接受《人民日报》采访时表示，“西气东输一、二线工程建成后，只有云南、福建、澳门和台湾没有用上天然气，仅一、二线工程沿线，就有4亿人用上了从西部和境外送来的天然气，很少有工程能够让如此多的国民受益。” 2004年新疆天然气送抵上海 10月16日，中石油集团在京宣布西气东输三线正式开工建设，总投资1250亿元，年输气量300亿立方米，干线、支线总长度为7378公里，全线2015年建成投产。这已是中国第三条横贯东西的能源大动脉，第二条利用海外（中亚）资源的天然气长输管线。 10年前，中国第一条能源大动脉西气东输正式开工建设，2004年建成投产，这是第一次通过长距离管输工程，将新疆的天然气输送到中东部经济发达地区，最终抵达上海。 中石油规划总院管道所副所长杨建红曾参与了西气东输的建设规划。在他看来，当年建设西气东输有一个重要背景即是在新疆发现了大气田，建设管线某种意义上而言是要找市场。那时，人们对于天然气应用没有信心，当时仅有川、渝、北京和天津等部分地区和城市使用过天然气，担心管道建了气卖不出。 事实证明，西气东输不仅启动了国内天然气市场，更让国内的天然气消费真正进入快速发展时代，以至于中国现在越来越多需要从海外进口天然气。 从担心气卖不出去到担心闹气荒 2009年，西气东输二线正式开工建设，西二线外接中亚天然气管线，这也是中国第一条利用海外资源的长输天然气管线。 按照协议，西二线开通后，每年将有300亿方天然气输送到中国，协议期30年。西三线开通后，中亚对中国的天然气供应将增加到550亿方，接近2007年全国天然气产量。 目前，西气东输二线主体工程已经完工，来自中亚的天然气已经送到了深圳的千家万户。目前，仍有深圳至香港的支线正在进行跨海管道建设，这也是国内第一次对香港供应天然气。
输气管道受力分析的ANSYS实现
现代CAE 技术及应用 （ANSY）S
输气管道受力分析的ANSYS实现 一、问题描述 一天然气输送管道的横截面及受力简图如图所示，在其内表面承受气体压力P的作用，求管壁的应力场分布。 图i管道受力简图 管道几何参数：外径 R1=0.6m ;内径R2=0.4m ;壁厚t=0.2m。 管道材料参数：弹性模量E=200Gpa ;泊松比v =0.26。 载荷：P=1Mpa。 二、问题分析 由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的端面效应，认为在其长度方向无应变产生，即可将该问题简化为平面应变问题，选取管道横截面建立几何模型进行求解。 三、求解步骤 1.定义单元类型 定义单元类型为 Structural Solid , Quad 8node 82。设置选项为 Plane strain。 图2定义单元类型
WP 丼 0 UP ￥ tl Rnadi-l The 图6划分网格结果显示 4、加载求解 1）选择分析类型为 Static,对线段2和9施加X方向的位移约束，对线段4和7施加Y方向的位移约束。对管道内环面施加压力。 图7选择分析类型 图8施加位移约束对话框 图9施加位移约束、压力之后的模型保存之后求解，出现图所示的提示。 图10求解结果提示 输气管道安全技术要求 在集中供应焊接切割用气体的情况下，乙炔、氧气等是用导管输送的。乙炔、氧气等金属焊接切割用气体的输送管道均属于压力管道。因此，其设计、制定、安装和使用维修既要考虑输送介质的特点，更要符合国家各部门对压力管道的普遍要求。 一、管道发生燃烧爆炸的原因 (1)气体在管内流动时，发生与管道的摩擦，超过一定的流速就会产生静电积聚而放电。静电电压在300V时，由于静电放电，足以引起汽油、煤油以及煤气、乙炔等可燃气与空气的混合气发生燃烧或爆炸。 由于雷击产生巨大的电磁热和静电作用也常使管道发生火灾爆炸事故。 (2)外部明火导入管道内部，如管道附近明火的导入以及与管线相连的焊接工具因回火导入管内。(3)由于漏气，在管道外围形成爆炸性气体停滞的空间，遇明火而发生燃烧爆炸。(4)氧气管道阀门在有油脂存在的条件下，极易引起燃烧和爆炸。乙炔及其它可燃气体与管道内部或外部的油脂混合后，会增加燃烧爆炸的危险性。(5)管道过分靠近热源，使管内气体过热而引起燃烧爆炸。(6)管道内的铁锈等金属微粒随气体高速流动时的摩擦热和碰撞热(尤其在管道拐弯处)，也会引起管道燃烧爆炸。二、对输气管道的安全要求(一)管道及其附件的选用(1)氧气管道的管材一般应选用无缝钢管、铜管(如黄铜管)，不论架空或地沟敷设或埋设，一般工作压力在3MPa以下者，多采用无缝钢管；工作压力在3MPa以上者，多采用铜管(如黄铜管)。管道拐弯处，应采用弯曲半径 较大内部光滑的弯头。管子的连接应采用焊接。(2)乙炔管道应选用无缝钢管，管子内径与壁厚按气体压力确定，压力为0．007MPa～0．15MPa 的中压乙炔管道，管子内径不应超过80mm，壁厚为2～4．5mm；压力为0．15MPa～2．5MPa的高压乙炔管道，管子内径不应超过20mm，壁厚为2～4mm。管子的连接应采用焊接。(3)管道附件如阀门、法兰、垫片等也应根据有关规定选用。(二)管道的敷设管道在室内外架设或地沟敷设或埋设，都应按相应的有关规定进行，且必须有可靠的接头装置。(三)管道投入使用前的处理管道在投入使用前，应对管道内进行彻底清理，可用空气或惰性气体吹除管道内残留物如氧化皮、焊渣、焊条头、砂石颗粒等，并对管道作脱脂处理，以清除管内残存的油脂。为保证使用安全，还必须进行强度和气密性试验。输送乙炔气体的管道，还应加装防止回火的安全装置。(四)限制输气管道中气体的流速(1)碳素钢管中氧气的最大流速，不应超过表2—8的规定。(2)乙炔在管中的最大流速，不应超过下列规定：①厂区和车间乙炔管道，乙炔的工作压力为0．007MPa～1．5MPa时，其最大流速为8m／s。②乙炔站内的乙炔管道，乙炔的工作压力为2．5MPa及其以下时，其最大流速为4m／s。表2—8碳素钢管中氧气的最大流速氧气工作压力(MPa)≤0．10．6～1．61．6～3≥10氧气流速(m／s)201084注：在表列压力范围以外者，其流速可按比例推算。三、安全管理压力管道使用单位应负责本单位的压力管道安全管理工作，并应履行以下职责：(1)贯彻执行有关安全法律，法规和压力管道的技术规程、标准，建立、 输气管道工程设计规范 GB 50251-2003 ） 1、适用范围：本规范适用于陆上输气管道工程设计。 2、输气工艺： 1）输气管道的设计输送能力应按设计委托书或合同规定的年或日最大输气量计算，设 计年工作天数应按350d 计算（350d 是为冬夏平衡，同时最大输气量应以标态计算。）。 2）进入输气管道的气体必须除去机械杂质，且至少符合n级天然气标准（GB17820）。 3）当输气管道及其附件已按照国家现行标准《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》 SY0007和《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》SY/T0036的要求采取了防腐措施时， 不应再增加管壁的腐蚀裕量。 4）工艺设计应确定的参数有：输气总工艺流程；输气站的工艺参数和流程；输气站的数量和站间距；输气管道的直径、设计压力及压气站的站压比。 5）管道输气应合理利用气源压力。当采用增压输送时，应合理选择压气站的站压比和 站间距。当采用离心式压缩机增压输送时，站压比宜为~，站间距不宜小于100km。 6）具有配气功能的分输站的分输气体管线宜设置气体的限量、限压设施。 7）输气管道首站和气体接收站的进气管线应设置气质监测设施。 8）输气管道的强度设计应满足运行工况变化的要求。 10）输气站应设置越站旁通。进出站管线必须设置截断阀。截断阀的位置应与工艺装置区保持一定距离，确保在紧急情况下便与接近和操作。截断阀应当具备手动操作的功能。 11）输气管道工艺设计应具被以下资料：管输气体的组成；气源数量、位置、供气量及可调范围；气源压力及可调范围，压力递减速度及上限压力延续时间；沿线用户对供气压力、供气量及其变化的要求，当要求利用管道储气调峰时，应具备用户的用气特性曲线和数据；沿线自然环境条件和管道埋设处地温。 12）输气管道的水力计算见本标准6?9页以及简化标准的附录。 13 ）输气管道安全泄放 （ 1 ）输气站应在进站截断阀上游和出站截断阀下游设置泄压放空设施。 （2）输气站存在超压可能的受压设备和容器，应设置安全阀。安全阀泄放的气体可引入同级压力的放空管线。 （3）安全阀的定压（P o）应根据管道最大允许操作压力（P）确定，并应符合下列要求： a 当P W时，P o= P+; b 当v P W时，P o=； c 当P＞时，P o=。 （4）安全阀泄放管直径应按照下列要求计算： 南昌至樟树高速公路改扩建工程A4标段 西气东输管道保护 专项施工方案 中铁二十三局集团第一工程有限公司 昌樟高速公路改扩建项目A4标项目经理部 2014年6月9日 目录 一、编制依据............................................................................................................. 二、工程概况............................................................................................................. 三、地物情况............................................................................................................. 四、天然气管道保护方案 (2) 4.1 管线探明 ....................................................................................................... 4.2 开挖基础沟槽............................................................................................... 4.3 天然气管保护方法....................................................................................... 五、安全保障措施..................................................................................................... 5.1 天然气管线保护管理措施.......................................................................... 5.2 管线保护及协调措施 .................................................................................. 六、应急预案............................................................................................................. 6.1 领导小组职责............................................................................................... 6.2 报告处理程序............................................................................................... 题目描述： 输气管道的有限元建模与分析 计算分析模型如图1所示 承受内压：1.0e8 Pa R1=0.3 R2=0.5 管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。 图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图） 题目分析： 由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生。然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。此外，需注意分析过程中的单位统一。 操作步骤 1.定义工作文件名和工作标题 1.定义工作文件名。执行Utility Menu-File→Chang Jobname，单击OK按钮。 2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile，单击OK按钮。 3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory。 2.定义单元类型和材料属性 1.设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→ Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options…→select K3: Plane strain →OK→Close，选择OK接受单元类型并关闭对话框。 3.设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，选择OK并关闭对话框。 3.创建几何模型 1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK 2. 生成管道截面。 ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical →ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →In Active Coord →依次连接1,2,3,4点→OK 如图2 图2 Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →By Lines →依次拾取四条边→OK →ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian 如图3 石油天然气管道 石油天然气管道安全运行及维护 一． 概述 （一）术语 1．石油天然气管道：是指石油（包括原油、成品油）、天然气管道及其附属设施（简称管道设施），包括油气田工艺管道（包括集输、储运、初加工和注气管道）和长输（输油、输气）管道。 2．集输管道：是指采油（气）井场工艺管道、井口、计量站、接转站、联合站之间，以及联合站与首站之间的输油输 气管道 3．长输管道：是指产地、储存库、使用单位间用于商品介质的管道。 4．石油天然气站场：具有石油天然气收集、净化处理、储运功能的站、库、厂、场、油气井的统称。简称油气站场或站场。 5．含硫天然气（含硫化氢天然气）：指天然气的总压等于 或高于0.4MPa ，而且该气体中硫化氢分压等于或高于0.0003MPa 。 5．湿含硫天然气；在水露点和水露点以下工作的含硫天然气 6．干含硫天然气：在水露点以上工作的含硫天然气 7．含硫干气；输送过程中不能析出液态水的含硫天然气 8．脱水天然气：脱水后含水量达到设计要求的天然气。 9．管道完整性：是指管道始终处于完全可靠的服役状态。 管道完整性的内涵包括三个方面： (一)管道在物理和功能上是完整的； ( 二)管道始终处于受控状态； (三)管道运营商已经并将不断采取措施防止失效事故发生。 10．管道的完整性管理：是指管道运营商持续地对管道潜在的风险因素进行识别和评价，并采取相应的风险控制对策，将管道运行的风险水平始终控制在合理和可接受的范围之内。 11．安全技术规范：特种设备技术法规的重要组成部分，是规定特种设备的安全性能和相应的设计、制造、安装、修理、 中华人民共和国建设部公告 第407号 建设部关于发布国家标准《油气长输管道工程施工及验收规范》的公告 现批准《油气长输管道工程施工及验收规范》为国家标准，编号为：GB 50369—2006，自2006年5月1日起实施。其中，第4.1.1、4.2.1、10.1.4、1O.3.2、10.3.3(2、3、4)、 10.3.4、14.1.1、14.1.2、14.2.2条(款)为强制性条文，必须严格执行。 本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。 中华人民共和国建设部 前言 本规范是根据建设部建标[2002]85号《关于印发“二00一年至二O0二年度工程建设国家标准制订、修订计划”的通知》文件的要求，由中国石油天然气集团公司组织中国石油天然气管道局编制完成的。 本规范共分19章和3个附录，主要内容包括：总则，术语，施工准备，材料、管道附件验收，交接桩及测量放线，施工作业带清理及施工便道修筑，材料、防腐管的运输及保管，管沟开挖，布管及现场坡口加工，管口组对、焊接及验收，管道防腐和保温工程，管道下沟及回填，管道穿(跨)越工程及同沟敷设，管道清管、测径及试压，输气管道干燥，管道连头，管道附属工程，健康、安全与环境，工程交工验收等方面的规定。 在本规范的制定过程中，规范编制组总结了多年油气管道施工的经验，借鉴了国内已有国家标准及行业标准和国外发达工业国家的相关标准，并以各种方式广泛征求了国内有关单位、专家的意见，反复修改，最后经审查定稿。 本规范以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。 本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国石油天然气管道局负责具体技术内容解释。本规范在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，如发现需要修改或补充之处，请将意见和建议寄交中国石油天然气管道局质量安全环保部(地址：河北省廊坊市广阳道，邮编：065000)，以便今后修订时参考。 本规范主编单位、参编单位和主要起草人： 主编单位：中国石油天然气管道局 参编单位：中国石油集团工程技术研究院 主要起草人：魏国昌陈兵剑郑玉刚王炜续理 高泽涛马骅苏士峰陈连山钱明亮 胡孝江姚士洪葛业武李建军隋永莉 田永山杨燕徐梅李林田宝州 1 总则 西气东输管道工程建设项目管理技术 西气东输干线，全长4000公里，西起新疆的塔里木轮南，东到上海白鹤镇，沿线经过新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、浙江、上海等10个省、自治区、直辖市。总投资435亿元人民币，前后有2.6万余名建设者参 与工程建设。中国石油集团30余家直属单位派出作业队伍，共吸引191家承包商。2002年7月全面开工,2004年10月1日投产,2005年1月1日正式向上海商业供气.如此高额的投资、庞大的建设队伍，在国内工程建设史上不多见，在世界工程建设史上也罕见。 1、西气东输光建设世界级一流管道工程，项目管理工作迎来新挑战 首先是沿线地理环境复杂。西气东输工程自西向东途径了戈壁、沙漠、黄土源、山地、平原、水网等地形，其中管道敷设的难点主要集中在三个地段。在西部，管道要通过800多公里的南湖戈壁,这一带气候恶劣、风沙肆虐、人迹罕至,深入这一地区，就是对生命极限的一种挑战。在中部，管道通过黄土高原。严重的 水土流失和大面积的失陷性黄土是管道安全的最大威胁，管道不仅要穿过纵横交错的沟壑，还要翻越吕梁山、太行山，施工难度和工程量都非常大。在东部，特别是江苏、上海一带，是我国经济最发达的地区。城镇密布、人口聚集，沟渠湖塘随处可见。我们既要解决高压力管道通过人口稠密区的安全问题，还要克服在水网地区的施工难题。从西向东，管道几乎经过了我国所有的地形地貌，地理环境的多样性和复杂性在世界上也是罕见的。 其次是管道的穿跨越工程多。西气东输要穿越大中型河流77处，小型河流2000 多处，还有众多的公路铁路和山体隧道，累计长度超过170公 大、形式复杂。特别是3穿黄河、3穿长江，创造了陆上管道穿越规模的新记录。郑州黄河穿越采用了多级定向钻加顶管接力方式，全长7.32公里，埋设深度23米，是迄今为止在国内管道穿越工程中最难的；南京长江穿越，在50多米深的河床底下，开凿近2000米的隧道，难度也是相当大的。 再次是输气工艺复杂。西气东输工程干线共设站场35座，均可实现远控、站控；线路截断阀室138座，其中压气站10座，压比1.4?1.5，各压气站和分输站均按有人值守、无人操作设计；全线采用SCADA系统进行远程数据采集和监控，并采用先进的卫星通信系统，提高了管理的自动化、信息化水平，达到世界同期先进水平。 西气东输工程全长4000公里，参建人数2.6万，涉及政府监督、业主、监理、设计承包商、采办承包商、施工承包商、检测承包商、外方合作单位、各级政府部门，如此多的组织，为协调、管理带来了难度。输气管道安全技术要求
输气管道工程设计规范
西气东输管道保护专项施工方案
输气管道有限元分析带图
石油天然气管道安全运行及维护_secret
GB50369-2006油气长输管道工程施工及验收规范
西气东输管道工程建设项目管理技术(1)