隨著城市地下管道大量建設(shè)和城鎮(zhèn)區(qū)域不斷擴(kuò)張,地下供水管道與地下天然氣管道并行交叉情況越來(lái)越多。地下天然氣管道在服役過(guò)程中,若受相鄰水管泄漏而產(chǎn)生的水砂射流沖蝕影響,易導(dǎo)致管道發(fā)生失效泄漏,進(jìn)而導(dǎo)致災(zāi)難性的事故后果。因此,針對(duì)這種普遍性、隱蔽性、危害性高的場(chǎng)景,研究泄漏水管的射流沖蝕作用下地下相鄰天然氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,對(duì)管道安全運(yùn)營(yíng)具有重要的工程意義。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)沖蝕磨損速率模型研究及射流沖蝕作用下天然氣管道可靠性分析。考慮管材的臨界應(yīng)變和砂粒在管壁表面形成塑變脊的影響,基于“切削-變形”機(jī)理,推導(dǎo)改進(jìn)的沖蝕磨損速率模型;結(jié)合Fluent模擬水管泄漏射流獲得射流沖蝕面積和沖擊速度分布,在最小壁厚準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上建立天然氣管道極限狀態(tài)方程,采用Monte-Carlo方法對(duì)該場(chǎng)景下天然氣管道進(jìn)行失效概率計(jì)算和參數(shù)敏感性分析。最后,基于射流沖蝕作用下地下相鄰天然氣管道的失效概率提出水管與天然氣管道的敷設(shè)安全間距。(2)地下天然氣管道典型管材水砂射流沖蝕磨損實(shí)驗(yàn)。以管材常用的20號(hào)鋼材為研究對(duì)象,進(jìn)行不同噴射角度、砂粒粒徑條件下的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)觀察試樣磨損表面形貌,分析砂粒對(duì)20號(hào)鋼材在不...

【文章頁(yè)數(shù)】：115 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 沖蝕磨損機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 沖蝕磨損速率模型研究現(xiàn)狀
        1.2.3 油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究現(xiàn)狀
        1.2.4 當(dāng)前研究存在的不足
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容與思路
        1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 論文技術(shù)路線
第二章 沖蝕磨損速率模型及射流沖蝕作用下天然氣管道可靠性分析
    2.1 引言
    2.2 管道可靠性分析基本原理
    2.3 射流沖蝕磨損速率預(yù)測(cè)模型
        2.3.1 模型構(gòu)建
        2.3.2 沖蝕磨損速率模型對(duì)比
    2.4 水管泄漏射流數(shù)值模擬
        2.4.1 仿真模型建立與驗(yàn)證
        2.4.2 射流流場(chǎng)仿真結(jié)果
    2.5 射流沖蝕作用下相鄰天然氣管道失效概率計(jì)算
        2.5.1 極限狀態(tài)方程構(gòu)建
        2.5.2 失效概率曲線分析
        2.5.3 隨機(jī)參數(shù)敏感性分析
        2.5.4 管道安全間距計(jì)算
    本章小結(jié)
第三章 地下天然氣管道典型管材水砂射流沖蝕磨損實(shí)驗(yàn)
    3.1 引言
    3.2 水砂射流沖蝕磨損實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.2.1 水砂射流沖蝕磨損實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        3.2.2 水砂射流沖蝕磨損實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.3 20號(hào)鋼沖蝕特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.1 試樣表面形貌變化分析
        3.3.2 噴射角度對(duì)試樣沖蝕磨損的影響
    3.4 沖蝕磨損速率模型驗(yàn)證
        3.4.1 砂粒顆粒速度計(jì)算
        3.4.2 砂粒沖蝕磨損速率預(yù)測(cè)方程驗(yàn)證
    本章小結(jié)
第四章 泄漏水管射流沖蝕作用下地下相鄰天然氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法構(gòu)建
    4.1 引言
    4.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基本概念與方法
    4.3 地下相鄰天然氣管道事故發(fā)生概率分析
        4.3.1 水管泄漏概率取值
        4.3.2 射流方向有效因子
        4.3.3 地下相鄰天然氣管道泄漏氣體點(diǎn)燃概率
    4.4 地下天然氣管道事故后果損失分析
        4.4.1 事故后果傷害形式
        4.4.2 事故后果傷害模型
    4.5 地下天然氣管道事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
        4.5.1 地下天然氣管定量風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型
        4.5.2 天然氣管道風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則
    本章小結(jié)
第五章 泄漏水管射流沖蝕作用下地下相鄰天然氣管道事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工程案例
    5.1 引言
    5.2 管線基本結(jié)構(gòu)參數(shù)及服役環(huán)境
    5.3 地下相鄰天然氣管道事故發(fā)生概率計(jì)算
    5.4 地下天然氣管道事故后果計(jì)算
        5.4.1 TNT當(dāng)量法
        5.4.2 爆炸沖擊波事故后果計(jì)算
    5.5 泄漏水管射流沖蝕作用下地下相鄰天然氣管道事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
        5.5.1 個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算
        5.5.2 社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算
    5.6 風(fēng)險(xiǎn)防控措施
        5.6.1 管道安全間距
        5.6.2 水管檢漏周期
        5.6.3 管道埋土粒徑選取
    本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號(hào)：3763308