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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?#39318;?#20307;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?#35088;?#38388;撑顶,?#32428;?#24352;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?#32428;?#25197;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?#26469;?#20026;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?#37995;灰?#35745;,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?#24067;?#24405;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?#30431;?#19979;装砂法制备土样,试验?#30431;?#20026;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?#30333;?#36136;量控制在7. 30*0.03kg,细砂的湿?#30333;?#36136;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?#35748;攏?#23545;以?#38109;?#31181;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?#23548;?#31649;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?#20301;?#26500;(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?#40644;?#20313;:管道自由,中砂,需要说明的是,由于?#23548;?#31649;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?#23548;剩?#35201;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?#26438;?#22686;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?#35748;陆?#34892;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?#34892;?#30340;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?#40644;?#30340;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?#23548;?#28023;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?#23548;?#31649;道情况。而?#23548;蔙e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?#35805;?#32463;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?#24067;?#27969;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?#35282;?#27927;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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