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    管道稳定性的试验研究

    2019-04-29   来源:   点击数:0次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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     中国钢管信息港获悉当年:试验时对经线钢管施加竖向偏心压力Pi,对纬表1节点试件试件编号节点域/经线夹角a/炜线夹角(V(。)杆件截面/线钢管施加水平向偏心拉力P2.竖向加载利用龙门架作反力系统,在试件顶部的经线加载梁上施加;水平加载采用油压千斤顶在纬线加载梁之间撑顶,形成张力自平衡系统,无须反力架装置;同时,在试件两端的纬线加载梁上施加竖向压力P3以形成扭矩作用。各试件所施加荷载的比例、偏心值如表2所示。由Pl、P2、P3及其偏心距,可在节点域各截面处产生拉(压)弯、扭等内力效应。
      
      1.3测试方案在节点区域的前、后两侧面分别布置了三向应变花,编号依次为C1C6(前)C7C12(后),以分析节点区域的应力分布规律和力线传递表2各试件试验荷载相对比例及偏心值试件编号注:表中荷载偏心值单位为mm,符号与坐标方向一致(e6除特点。(2)节点域与钢管连接焊缝外30mm截面处各布置4片单向应变片。(3)在节点域前、后两侧面中央各布置了3个位移计,分别测试节点中央的X、Y、Z向位移。同时,在纬线杆件加载梁两端各设置一个竖向位移计,以考察节点域的转角变形性能。(4)节点域与经线钢管连接焊缝上方30mm处的截面上布置了8个单向应变片,以反算钢管轴力,从而检验加载系统的准确性。
      
      为了观测管道两侧砂粒启动和床面变化过程,试验中采用片光源和反射镜等进行砂粒流动显示。利用摄像机记录此过程,同时也记录了管道的失稳过程。另外,采用压力传感器测量振荡流的振幅变化,利用电压放大器、A/D板和计算机进行数据采集。
      
      1.2砂样制备为了使砂样充分饱和,采用水下装砂法制备土样,试验用水为蒸馏水。为了使试验结果具有可比性,每次试验均严格控制砂的密实状态,试验所用中砂的湿砂总质量控制在7. 30*0.03kg,细砂的湿砂总质量控制在7.75*003kg;并使试验槽中砂面水平,模拟水平海床。
      
      试验砂的主要参数Tab中砂细砂1.试验管道及其约束条件为了探索管重对管道稳定性的影响规律,按照管道水下重量的无量纲参数G(=)设计试验管道参数。其中,Gp为单位长度管道水下重量;为管道外径;7为砂的浮容重,7=7加载速度下,对以下两种极限边界条件的管道失稳进行了研究:190m的模型铝管(共29根)分别进行振荡流加载试验。各管道的水下重量均不相同,分别模拟不同水下重量的实际管道。试验时,管道直接放置于水平砂床上,模拟二维平面应变状态。试验砂分中砂和细砂两种,以研究不同砂样对管道稳定性的影响,见表2.管道可水平、垂直自由运动,但滚动受限制本试验中,设计制作了防止管道滚动的双平行四边形机构(如)。
      
      该机构使管道在运动过程中,只能水平和垂直平动,而不产生滚动。对D=0. 0.020m的8根重量各异的管道分别进行了试验,试验砂均为中砂。
      
      以上37次试验的管道参数见表2.表2试验管道参数注:x管道自由,细砂;管道防滚,中砂;其余:管道自由,中砂,需要说明的是,由于实际管道本身的抗扭刚度不可能无限大,并受到立管和压块等约束,其失稳时的运动状态不可能为完全的平移,也不可能为两端完全自由的滚动。到底哪种情况更符合实际,要视管道铺设长度、压块等约束设施之间的距离以及其余约束力的情况而定。
      
      4加载过程为模拟迅速增长的风暴对不同水下重量的管道的稳定性影响,首先在一个加载速度下进行试验。以上37组试验中振荡流幅值上升加载速度均为A0=dt=9X10-\m/s.然后又初步研究了加载速度对管道失稳的影响。
      
      2试验结果分析2.1量纲分析量纲分析发现,对管道失稳产生影响的主要量纲一的量为/ Fr数为流体中惯性力与的比值acWn起主主要时的相以癌制参数:“数流PM长度与受力物体特征长度的比值,它控制管道两侧涡旋的产生和发展;e为流体中惯性力与粘滞力的比值。k为管道表面相对粗糙度(k=g,8为管道表面突起的平均高度)本文仅研究光滑管道,即为饱和砂的相对密度;5为表征加载历史的无量纲量,v为流体运动粘滞系数。)(3)可知,试验不能同时满足Fr数准则、KC数准则和Re数准则。鉴于浅水波浪运动是重力起主要作用的流动,管道的稳定性也与其重量相关,试验中认为Fr数是主要的条件准则数。本试验可同时保证Fr和KC准则。对风浪下的实际海底管道而言,Fr数在00. 5范围内变化,与本试验的Fr相近;而KC数在020范围内变化,本试验过程中KC数可达到30左右,可认为接近实际管道情况。而实际Re在105左右,本试验的Re在103左右。由于对圆柱绕流来讲,当1. 0X 103  2.2试验结果分析2.21两种约束条件下管道稳定性的比较试验发现,管道失稳一般经历以下三个阶段:1)管道两侧砂粒启动,床面受到冲蚀。2)管道产生微小位移,即管道随尾迹流左右轻微运动。对自由管道而言,管道发生轻微晃动时其底部始终与砂床接触。
      
      中国钢管信息港获悉当年:镀锌管在进行清洁的时候,需要避免在水中加入清洗剂。在进行清洗的时候,很多人并不是很了解其中的道理,使用强力清洁剂来去除污渍,其实这样是不够科学的。镀锌管外面会有镀层,清洗剂会价格低刷子与护栏的摩擦力,影响到清洗的效果。且含有着的化学物质,也是会直接导致外层脱落,会直接导致镀锌管的使用寿命减少,降低安全的作用。
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