天然气管道断裂事故分析

【摘要】：简述管道的重要作用,介绍我国及陕西省天然气管线的发展现状。并引用相关的国家规范,对传统设计计算理论及管道的缺陷评定方法作简要说明。 1999年的山洪爆发造成靖西天然气管道通过洛河段断裂。为了找出引起管道断裂的原因,考察管道的受力状况,运用传统设计计算理论对管道进行重新计算,运用管跨振动的安全可靠性评估方法对管道的安全可靠性进行分析;提出三种长输天然气管道在穿越河流时的设计方法,并加以比较,最后得到最佳解决方案。 主要运用概率论断裂力学理论对管道的安全可靠性进行分析,在评定参数中增加了不确定性的随机因素,其中涉及到随机数学,包括概率论、数理统计、随机过程等。从设计者的角度出发,分析设计时的各种参数,对天然气管道穿越河流时的状况作详尽的分析。由于水流的作用,管道在河底形成管跨,将管跨简化为两端固定的梁,分析管道的受力状况,应用材料力学、断裂力学的方法,从理论上分析出断裂原因。考察当时的地形,水流状况。分析管道所受的静应力、动应力,并分析由此而引起的管跨的振动,对管跨振动的屈服失效作安全评估。借鉴了国内外相关研究的成功经验,对本部分管道做详尽计算,用解析的方法得出管道失效的具体参数。最后提出长输天然气管道在穿越河流时应注意的问题。 【关键词】：压力管道 可靠性 断裂力学 振动 蒙特-卡洛法
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TE973.6
【目录】：

• 第一章 绪论7-11
• 1.1 论文研究的背景和意义7-9
• 1.1.1. 管道的重要作用7
• 1.1.2. 我国天然气管道的发展现状7-8
• 1.1.3. 陕西省天然气输气管道现状8-9
• 1.2 论文研究的主要内容和意义9
• 1.2.1. 论文研究的主要内容9
• 1.2.2. 论文研究的意义9
• 1.3 论文的组织结构9-11
• 第二章 相关理论和技术11-25
• 2.1 相关的国家规范11-13
• 2.1.1 我国的管道安全监察11-12
• 2.1.2 压力管道级别的划分12-13
• 2.1.3 输油、输气管道的相关标准规范13
• 2.2 传统设计计算的理论13-18
• 2.2.1 石油化工管道的计算13-15
• 2.2.2 输气管道的计算15-18
• 2.2.3 工程设计中的管道振动分析18
• 2.3 压力管道的缺陷评定的主要方法18-19
• 2.3.1 有限单元法18-19
• 2.3.2 断裂力学工程评定方法19
• 2.3.3 双判据评定准则19
• 2.3.4 简化工程评定方法19
• 2.4 本文所涉及的理论——安全可靠性分析19-25
• 2.4.1 国外的相关研究20
• 2.4.2 国内的相关研究20-21
• 2.4.3 管跨振动的安全可靠性评估方法21-25
• 第三章 原设计失败的原因25-36
• 3.1 原设计方案描述25
• 3.2 传统设计理论对设计方案的分析25-26
• 3.2.1 管道壁厚的计算25-26
• 3.2.2 埋地直管段轴向应力和当量应力的校核26
• 3.3 用安全可靠性分析方法对管道受力进行分析26-36
• 3.3.1 管线的基本数据与工况26-27
• 3.3.2 管跨共振的评估27-35
• 3.3.3 结论35-36
• 第四章 修改后的几种设计方案36-39
• 4.1 第一方案——跨越河流36
• 4.2 第二方案——修改穿越位置，管道直埋入河底36
• 4.3 第三方案——管道由河底通过，加保护套管36-37
• 4.4 几种方案优劣的比较37-39
• 第五章 总结39-41
• 5.1 论文总结39
• 5.2 后期展望39-41
• 参考文献41-42
• 致谢42

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