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油气储运
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艾慕阳

月刊

1000-8241

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0316-2312391 2312392

065000

河北省廊坊市金光道51号

油气储运/Journal Oil & Gas Storage and Transportation北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是经国家科委和新闻出版署批准出版，由中国石油天然气股份有限公司管道分公司主办，向国内外公开发行的科技期刊，主要刊载石油、天然气、成品油以及其他介质输送和储存工程等方面的科技文章。面向全国的石油、石化系统，国防、民航、铁路、交通的油气储运部门；市政供排水、煤气、热力管网等单位以及有关设计，科研院所，大专院校。
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    复杂输送环境下液氨腐蚀行为及防护技术研究进展

    李加庆冯智雨梁辉龙尹鹏博...
    121-133,162页
    查看更多>>摘要：[目的]在"双碳"背景下,氨作为无碳富氢的能源载体,体积能量密度高、易液化存储,具有广阔的发展前景.然而复杂的储运环境增加了液氨储罐和管道腐蚀的风险,因此,研究复杂输送环境下液氨腐蚀问题是"氨-氢"能源基础设施制造和安全服役的关键.[方法]通过综述液氨腐蚀的研究进展,探讨了不同环境、不同材料的氨腐蚀行为和应力腐蚀开裂机制.同时,总结了相关氨腐蚀检测方法和具体防护措施,并展望了未来氨腐蚀研究的发展方向.[结果]氧气、碳氧化合物、硫化物及氯化物的混入对氨腐蚀有促进作用,而水杂质对氨腐蚀的影响具有两面性;应力能够引起液氨应力腐蚀开裂,不同材料的应力腐蚀敏感性从大到小依次为铜及其合金、高强钢、碳钢.[结论]基于国内对液氨腐蚀行为机理尚不明确、氨腐蚀防护措施有待完善等问题,提出以下建议:①采用实验研究、仿真模拟等方法,探究多杂质关联作用下不同材质的液氨腐蚀行为和内在腐蚀机理;②需结合液氨管道实际输送环境及材料失效特征,开展管线钢及焊材-液氨临界失效边界检验与腐蚀风险评价;③从液氨储罐及管道的设计、选材、制造、使用等多个角度,结合多种腐蚀防腐措施,形成完善的液氨储运系统腐蚀控制、防护及评价标准体系.(图5,表2,参77)

    液氨储运环境腐蚀应力腐蚀腐蚀检测防护技术

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    "全国一张网"油气储运设施应急预案体系建设

    孙青峰常维纯刘亮姜盛玉...
    134-143页
    查看更多>>摘要：[目的]油气储运设施在保障国家能源战略安全、服务人民生产生活需要等方面发挥着关键作用.随着国家能源需求的持续增长和"全国一张网"油气储运设施规模的不断扩大,推进油气储运设施"应急一张网"应急预案体系建设与优化,对于降低"全国一张网"油气储运设施潜在的事件、事故损失及维护资产完整性具有重要意义.[方法]从不同维度将油气储运设施"全国一张网"划分为"物理一张网"与"智慧一张网",进而梳理识别"物理一张网"与"智慧一张网"的风险事件及其后果,归纳总结"全国一张网"潜在风险事件,在此基础上,划分"全国一张网"油气储运设施应急响应级别,开展应急预案体系建设与优化.[结果]将"全国一张网"油气储运设施潜在突发事件分为4类,即自然灾害突发事件、事故灾难突发事件、公共卫生突发事件、社会安全突发事件,进而将"全国一张网"油气储运设施应急响应划分为4个级别,构建"全国一张网"油气储运设施应急预案体系,并配套建立详尽的应急组织体系、应急信息报送程序、应急响应程序、应急善后处置程序.[结论]新建应急预案明确了面向突发事件的应急组织结构,详细规划了自下而上的应急信息报送流程与应急响应流程,在"全国一张网"视角下,完善了"全国一张网"油气储运设施应急管理制度,可为推动实现应急数字化提供重要支撑.(图4,表3,参27)

    "全国一张网""物理一张网""智慧一张网"油气储运设施应急预案体系

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    障碍物条件下氢气火焰传播特性的大涡模拟计算

    李想王军宋彩玉梅苑...
    144-152页
    查看更多>>摘要：[目的]与常规气体燃料相比,氢气的爆炸危险性更大,障碍物的存在又会极大地激励氢气燃烧,加快火焰传播速度,造成更为严重的事故后果.为减少氢气在障碍物条件下带来的破坏性伤害,揭示不同障碍物条件对氢气火焰传播特性的影响尤为重要.[方法]基于大涡模拟对不同障碍物形状及障碍物阻塞率条件下的氢气/空气燃爆过程进行数值模拟,重点研究了障碍物形状对火焰传播速度影响的差异性、对阻塞率变化的敏感性.[结果]当阻塞率较低时,与单边型障碍物相比,格栅型障碍物对火焰锋面处的规则流场具有更强的破坏作用,随着格栅型障碍物空隙数量的增多,其对流场运动的破坏性进一步提升,使得火焰锋面难以恢复至规则状态;阻塞率提高后,不同形状的障碍物对规则流场的破坏差异性变得不再明显,所有障碍物工况中火焰锋面均发生了持续性畸变;随着阻塞率持续提升,与格栅型障碍物相比,单边型障碍物将带来更高的火焰传播速度峰值;在相同阻塞率条件下,格栅型障碍物可通过调整单个空隙面积转变其对火焰加速的机理,从而增强加速效果.[结论]障碍物的形状、阻塞率是影响障碍物后方火焰锋面状态的关键因素,单边型障碍物对阻塞率的敏感性更强,而格栅型障碍物的加速潜力更高,阻塞率的增大会放大障碍物形状引起的加速差异性.研究成果可为氢气火灾事故防治提供基础的参考数据,并在氢能动力系统设计层面提供借鉴.(图13,表1,参18)

    氢气燃烧障碍物阻塞率火焰传播流场变化流速变化

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    甲醇管道输送技术发展现状及挑战

    聂超飞姜子涛刘罗茜左丽丽...
    153-162页
    查看更多>>摘要：[目的]甲醇作为一种可再生、绿色的燃料,具有广阔的应用前景,但甲醇长距离管道输送技术在实际应用中还较为少见.[方法]对甲醇管道长距离输送技术的可行性及其面临的挑战开展了相关调研,收集了国内外甲醇输送管道的案例,梳理了甲醇长距离输送的工艺和设备要求,分析了甲醇输送过程中可能存在的安全风险,总结了工业甲醇管道规范标准建设的现状,厘清了甲醇长输管道目前存在的问题,并展望了其未来的发展方向.[结果]甲醇作为一种绿色燃料,在长距离管道输送方面展现出显著的应用前景.然而,实际技术实施过程中面临多项挑战,包括甲醇的物理化学特性对系统设计的特殊要求,如输送流速控制、设备选型等.同时,需要重点关注腐蚀、溶胀、泄漏及爆炸等安全风险.当前关于甲醇输送的实践案例有限,其整体技术的标准化和规范化水平有待提高.[结论]要实现甲醇管道输送技术的商业化和规模化应用,需系统性地解决技术和安全方面的各项挑战,包括提高甲醇纯度、优化输送工艺、选择适宜的耐腐蚀与抗溶胀材料,同时制定全面的安全标准和紧急响应策略.未来应加强基础科学研究和技术创新,建立完善的管理体制、政策支持框架,以确保甲醇管道输送的安全运行、经济效益及环境可持续性.(图2,表2,参29)

    甲醇长输管道绿色阳光安全腐蚀溶胀

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    基于SBAS-InSAR与有限元的滑坡段管道应力计算方法

    刘啸奔胡汇霖费凡张东...
    163-170页
    查看更多>>摘要：[目的]滑坡是目前造成管道失效事故的主要地质灾害类型之一,滑坡区管道运行状态监测是亟需解决的难题.[方法]提出了一种基于SBAS-InSAR遥感技术的管道上方地表位移测量方法,实现了公里级范围管道地表位移毫米级高精度监测.基于管道中心线空间坐标数据以及管道几何特征数据,结合三次样条插值算法,提出了管道三维空间路由的重构方法.考虑管道真实路由与温度、压力等工艺载荷条件,采用空间管单元与非线性管土单元建立管道应力分析有限元模型,以遥感感知滑坡位移为准确边界条件,提出了滑坡段管道应力状态计算方法.[结果]通过陕京三线良乡一西沙屯某高风险滑坡区管段2021-2022年的应用实践表明,该计算方法得到的管道应力结果与分布式应变片监测结果最大相对误差不超过16％,经评估,该段管道目前处于安全状态.[结论]该方法结合了 SBAS-InSAR技术与有限元分析方法,能够准确计算滑坡段管道的应力分布情况,可以有效实现滑坡段管道应力状态的空间重构与安全评价,对于提高滑坡段管道的安全性和可靠性具有指导意义,对于其他类似工程的监测和设计也具有参考价值,同时为未来地质灾害段管道安全状态的数字孪生体构建提供了技术基础.(图10,表2,参22)

    SBAS-InSAR技术滑坡位移管道应力有限元分析

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    管道环焊缝根焊部位应变及微区力学性能对裂纹扩展的影响

    范玉然帅义帅健张铁耀...
    171-179页
    查看更多>>摘要：[目的]环焊缝是高压力输送管道的薄弱环节,极易在内外部载荷、缺陷、应力集中的综合作用下发生开裂事故.高钢级管道环焊缝根焊部位安全隐患问题尤为突出,探究环焊缝失效规律对保障管道安全运行具有重大意义.[方法]为测试管道环焊缝根焊部位不同区域的材料力学性能,开展了根焊部位微区的小尺寸试样冲击试验、拉伸试验;针对高钢级管道环焊缝开裂失效多发生于焊缝根焊部位的实际情况,分别从焊缝根焊部位微区力学性能特点、焊缝全壁厚应变集中规律以及微区塑性应变时效特性等方面,对环焊缝根焊部位裂纹产生与扩展的原因进行了剖析;基于数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)的光学全场应变测试,对3种强度匹配接头在拉伸过程中的局部应变集中程度进行了定量化分析.[结果]不同焊接工艺和强度匹配的环焊缝根焊部位微区力学性能差异性大,当管道环焊缝全壁厚受拉时,根焊部位会发生较大的局部应变集中,特别是根焊部位存在未熔合、夹渣、气孔等缺陷及成形不良等问题,为根焊部位开裂提供了失效条件;在后期的应变时效过程中,根焊部位韧性将会显著降低,降幅甚至可达42.6％～52.1％,脆性开裂的风险增大.[结论]在管道设计与建设施工中,应适当控制母材强度上限,确保焊缝为等强或高强匹配,减小焊缝开裂风险,提升高钢级管道的本质安全.(图9,表7,参22)

    高钢级管道焊缝根焊部位裂纹扩展断裂失效分析

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    基于RS-ISOA-KELM的输气管道内腐蚀速率预测方法

    吴小平杨罗田晓龙
    180-188,221页
    查看更多>>摘要：[目的]地面输气管道易出现严重的内腐蚀问题,为保障管道服役安全,需准确预测管道内腐蚀速率.[方法]通过粗糙集(Rough Set,RS)理论筛选影响腐蚀的主控因素,将重构数据集作为输入、腐蚀速率作为输出,对核极限学习机(Kernel Based Extreme Learning Machine,KELM)模型进行训练,并利用改进的海鸥优化算法(Improved Seagull Optimization Algorithm,ISOA)对模型超参数进行优化,从而提出了 一种基于RS-ISOA-KELM模型的输气管道内腐蚀速率预测方法,与其他组合模型的预测精度进行对比,并进行了长期预测效果及模型普适性分析.[结果]在Sphere、Schaffer、Rosenbrock、Rastrigin、Griewank 5个基准函数上对ISOA算法进行收敛性分析,发现其在求解精度和计算稳定性上具有较强优势;利用某气田区块的实际运行数据对该模型进行验证,结果表明温度、CO2分压、H2S分压、流速、Cl-含量、含水率、缓蚀剂残余浓度是影响内腐蚀的重要因素,其中H2S分压、流速、缓蚀剂残余浓度的权重最大;使用RS-ISOA-KELM模型对腐蚀速率进行预测,其平均相对误差为1.498％、均方根误差为0.002 1mm/a、决定系数为0.999 3,优于其他常见的组合模型.[结论]所建组合模型具有强泛化性能和高预测精度,通过对原数据库的扩充和更新,可以实现管道中长期腐蚀速率的预测;在腐蚀参数、数据量、训练测试比均不同的情况下,该模型仍然保持了较好的预测效果.(图7,表7,参22)

    输气管道内腐蚀腐蚀速率粗糙集海鸥优化算法核极限学习机

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    基于AcciMap-BN的城镇燃气管网生产安全事故致因分析

    孙逸林郑小强刘丹秀贺艳艳...
    189-199页
    查看更多>>摘要：[目的]中国城镇燃气管网生产安全事故近年来呈现频发态势,对公共安全造成了严重的负面影响.现有研究缺乏对城镇燃气管网生产安全事故致因的量化剖析,亦未明确不同类型事故的关键致灾路径.探讨城镇燃气管网生产安全事故典型致因及最大致因链,能够为保障燃气行业安全生产提供理论依据和实践支撑.[方法]基于对中国2014-2022年间322起典型事故的回顾,识别运营、施工、第三方破坏3类主要事故类型;集成事故地图(Accident Map,AcciMap)模型与贝叶斯网络(Bayesian Network,BN)建立分析框架,基于客观数据量化剖析风险因素及其逻辑关系,从而有效降低主观意见造成的偏差.[结果]3类事故的发生概率从高至低依次为第三方破坏事故、施工事故、运营事故;其最大致因链均涉及政府政策与预算、监管机构与组织、企业管理3个层级;不良社会环境负面影响、人员违规指挥和违章作业、第三方单位违章或野蛮施工分别是运营、施工、第三方破坏事故的核心诱因;政府部门安全监管不力是事故的客观根源,相关企业安全管理制度缺欠则是主观关键原因.[结论]应基于协同视角,针对最大致因链和高敏感度节点采取风险防控措施.地方政府应修订相关法律,提升应急能力,加强安全监管;燃气企业应完善相关制度,提高施工质量,强化巡线检修;第三方单位应深化同政府和燃气企业的协作,共建管网安全保护体系.(图9,表4,参25)

    燃气管网生产安全事故事故致因AcciMap模型贝叶斯网络

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    全接液金属浮盘抗爆特性实验与数值模拟

    邵新军周一卉黄兆锋吕振维...
    200-211页
    查看更多>>摘要：[目的]为了研究气体爆炸载荷下全接液金属浮盘的抗爆性能,采用实验研究与数值模拟相结合的方法对全接液金属浮盘的抗爆性能进行探究.[方法]通过浮盘抗爆实验装置对不同类型的浮盘试件进行抗爆特性实验,分析浮盘材料、连接类型、面板厚度对其抗爆性能的影响,并根据实验数据建立有限元模型,通过对比浮盘抗爆特性实验与数值模拟的结果,验证了有限元模型的正确性.在此基础上,基于浮盘的位移及应力云图、中心点变形与位移速度随时间变化曲线、蜂窝芯吸能比数据,分析了浮盘的动态响应过程与失效模式.[结果]在应力分布特征上,浮盘上面板所受应力沿半径方向呈单调递增的变化趋势,边缘处应力最大,为98.1 MPa;下面板所受应力整体小于上面板,沿半径方向呈先增大、再减小、最后再增大的分布趋势,最大应力出现在浮盘的边缘位置,为63.18 MPa;浮盘上、下面板的最大变形分别为48.9 mm、3.2 mm,在抗爆过程中蜂窝芯吸收了 72％～86％的冲击能量.[结论]浮盘上面板中心位置为整体结构的薄弱区域,为达到更好的抗爆性能,需要对上面板进行适当的加强;在相同规格及条件下,蜂窝填充浮盘具有更好的抗爆性能.(图17,表6,参21)

    全接液浮盘抗爆特性夹芯结构爆炸实验数值模拟

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    弹状流中连续波引起的波动频率预测模型

    周铭伟刘磊王樱蓓马康...
    212-221页
    查看更多>>摘要：[目的]弹状流是气液两相流的主要流型之一,其波动特性不仅影响多相泵的安全运行以及多相流量计测量的准确度,还会在弯头、阀门、并联管路等处引起流致振动,系统地研究弹状流的波动频率对于多相泵、多相流量计以及多相管道的安全运行具有重要意义.[方法]依据弹状流的动力学模型以及弹状流的连续波特性,采用斯托哈罗数表征弹状流的无量纲波动频率,建立了弹状流波动频率的连续波新模型,并通过调研大量文献总结了水平管道弹状流波动频率现有的经验计算模型.在表观液速为0.23～1.85 m/s、表观气速为0.88～10.0 m/s的参数范围内,使用电导探针在内径为24 mm、长为30m的水平管中对空气-水两相弹状流的波动频率进行了实验研究,并将实验数据与所建新模型的计算结果以及不同学者提出的12个弹状流波动频率经验公式的预测结果进行对比.[结果]实验数据表明,弹状流中连续波的波动频率随表观液速的增加而增大,且有近似线性关系;当表观液速较小时,波动频率随表观气速的增加先减小后增大;当表观液速较大时,表观气速对段塞频率的影响不显著.新建模型对弹状流波动频率预测的平均相对误差约为-15％,均方根相对误差约为26％,与其他经验公式相比,平均相对误差较小、均方根相对误差为最小.[结论]现有的经验公式对弹状流波动频率的预测结果有较大的分散性,所建新模型对弹状流波动频率的预测结果与实验数据有较好的一致性.(图13,表1,参39)

    两相流弹状流连续波流致振动波动频率

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