温度变化对钢质管道水压试验的影响
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在室温条件下,钢材的金相组织一般都相当稳定。
但是,在高温条件下,金属原子的扩散活动能力增大,钢材的组织结构将不断发生变化。
因而导致钢材的性能发生变化。
温度愈高,原子的扩散能力愈强,在高温下使用的时间愈长,原子扩散得愈多,钢材的组织结构变化也就愈大。
长期在高温条件下工作的钢材,产生危害性的组织变化主要有:珠光体球化、石墨化及固溶体中合金元素的贫化。
常用的各种碳钢及低合金钢大都是珠光体钢。
这种钢的正常组织由珠光体与铁素体组成。
其中,珠光体又是由铁素体和渗碳体呈薄片状相互间夹而成,即片状珠光体。
片状珠光体是一种不稳定的组织,当温度较高时,原子的活动能力增强,扩散速度增加,珠光体中的片状渗碳体逐渐转变成球状,再逐渐聚集成大球团,这种现象称为珠光体球化。
珠光体球化会降低材料的室温强度,在中度球化的情况下,将使低碳钢和低碳钼钢的强度降低10-15,当严重球化时,强度降低约20-30。
另外,珠光体球化还会使材料的蠕变极限和持久强度明显降低,加速高温承压部件在使用过程中的蠕变速度,减少工作寿命,导致钢材在高温和应力作用下的加速破坏。
石墨化主要发生在低碳钢和含钼量0.5的低碳合金钢上。
在高温和应力的长期作用下,这种钢的组织中的渗碳体,自行分解为铁和石墨,这个过程称为石墨化。
开始时,石墨以微细的点状出现在金属内部,以后,逐渐聚集为愈来愈粗的颗粒。
石墨的强度极低,石墨化使金属材料的常温及高温强度下降,冲击韧性下降更大。
如果石墨成链状出现,则非常危险。
长期在高温和应力条件下工作的钢材,由于高温使合金元素原子的扩散能力增加,会导致合金元素在固溶体和碳化物相之间发生转移过程。
那些对固溶体起强化作用的合金元素,如铬、钼、锰等,会不断地脱溶,而碳化物相中的合金元素会逐渐增多,即合金元素由固溶体向碳化物转移,出现固溶体中合金元素的贫化现象。
合金元素转移的结果,使材料的高温强度(蠕变极限和持久强度)下降。
锅炉技术问答分上中下三贴.如下:锅炉技术问答(上)第二章流体力学基础知识1、什么是流体?什么是可压缩流体与不可压缩流体?一切物质都是由分子组成的。
一、 管线注水的计算试压段的注水量可用管道的几何体积算出,根据计算每公里的几何体积约为1102.5m 3二、 升压用水的计算在升压过程中,需要进行两次含气量测试。
其方法是:泄放一定的压力,实际放出的水量V 1与理论放出的水量V P 比较,理想情况下:V 1/V P =1,但实际中由于水中含有一定的空气V 1/V P 大于1,印度标准中要求含气量不能高于6%,即V 1/V P 不能高于1.06理论升压用水量可以用如下公式进行计算:其中: Vp :理论注水量(m 3)r .i :管道内径(mm )s :管道壁厚(mm )A :水的热压缩值(可根据相关资料查得(bar -1)×106)V t :管道总体积(m 3)ΔP :压力变化值(bar)K :无量纲系数直焊缝管材取1.02对于该公式,可利用Excel 进行计算。
(参考附件《利比亚工程使用的计算方法》)三、 温度变化对压力的影响在稳压过程中,温度有可能会对压力变化产生影响。
印度工程要求温度对压力的影响变化不能超过0.3bar ,温度变化引起的压力变化可由下面公式计算得出:其中:ΔP :压力变化值(bar)ΔT :温度变化值(℃)r.t :管道内径(mm )t :管道壁厚(mm )A :水的等温压缩值(可根据相关资料查得(bar -1)×106)B :水膨胀系数和钢材线形膨胀系数的差值(可根据相关资料查得(℃-1) ×106)四、 P/V 图的制作(参考利比亚和广东LNG 工程中制作使用的P/V 图)1、什么是P/V 线?1)此线反映了向100%注满水管道注水,压力随注水量增加而出现增加的情况。
2)受压管道的应力和应变情况类似于两端受拉的钢棒。
K P 10A 884.0V 6⋅∆⋅⨯⨯⨯⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅=-t i V s r p T A tr 884.0B P i ∆+⋅=∆屈服图原理2%最大初始偏差弹性结束点0.2%最大值注水后体积增加值2、为什么说P/V线非常重要?1)它能够在加压过程中对试压进行监控,确定管段中没有过量的残留空气。
温度对金属软管的影响
金属软管具有优良的耐温性和耐蚀性,软管的工作温度范围极广,为 -196℃—600℃度低温下使用对软管影响不是很大,但由于长时间在低温下工作较常温使用寿命会有所降低高温下使用对软管的工作压力影响较大,温度高工作压力会下降,具体参考下表金属软管温度修正系数
金属软管高温下的工作压力温度修正系数
因此在涉及金属软管选型时,明确使用压力和最高使用温度,并及时根据最高使用温度进行压力修正,选择合适压力的管子,以免造成不必要的损失。
温度对海底管道试压过程影响规律探究随着海底资源的开发和利用,海底管道的建设和使用也日益成为人们关注的焦点。
海底管道不仅承载着石油、天然气等重要资源的输送任务,更是保障海洋生态环境和海洋经济的重要基础设施。
在海底管道建设和使用的过程中,试压是一项非常关键的工序,试压的过程中温度的变化会对试压效果产生一定的影响。
深入探究温度对海底管道试压过程的影响规律,对于保障海底管道的安全运行具有重要意义。
一、温度对海底管道试压效果的影响1.温度对管道承载能力的影响在试压过程中,管道的温度会对其承载能力产生影响。
随着温度的升高,管材的强度和硬度会下降,使得管道的承载能力变弱。
而在低温环境下,管材则会变得更加脆性,影响管道的耐压性能。
海底管道在试压过程中需要考虑管道所处环境的温度,合理控制试压的温度,以确保管道的正常使用。
1.温度变化对管道试压的影响规律在试压过程中,管道所处环境的温度变化会对试压效果产生不同的影响。
在一定范围内,随着温度的升高,管道的试压难度和试压介质的流动性能会增加,试压效果会变得更加稳定和可靠;而在超过一定范围后,温度的升高会导致试压介质的稀薄和管道材料的变形,影响了试压效果。
需要根据管道的实际情况,合理控制试压过程中的温度变化,以确保试压效果的稳定和可靠。
1.实验研究法通过实验研究方法可以对温度对海底管道试压过程的影响规律进行深入探究。
可以通过设定不同温度条件下的试压环境,对管道的试压效果进行观测和记录,分析不同温度条件下试压效果的差异。
通过实验研究可以获取到温度对试压效果的定量数据,进一步探究温度对海底管道试压过程的影响规律。
1.保障海底管道的安全运行深入研究温度对海底管道试压过程的影响规律,可以为海底管道试压工程提供科学依据和技术支持,帮助合理控制试压过程中的温度变化,保障海底管道的安全运行。
2.提高海底管道的可靠性和稳定性通过研究温度对海底管道试压过程的影响规律,可以优化试压工艺,提高管道的可靠性和稳定性,减少因温度变化引起的试压问题,提高海底管道的使用效率和经济效益。
水温变化对压力管道压力波动影响研究作者:孙家诚林子恒来源:《科技视界》2015年第32期【摘要】设备故障或水泵启、停引发的压力波动是压力管道系统中最常见的现象。
对于特定系统,流体特性则成为影响压力波动严重程度的主要因素。
利用Flowmaster软件强大的仿真计算能力,研究了水温变化对压力管道系统的压力波动响应情况,发现系统中流体温度的升高会对系统压力波动瞬变的响应造成影响。
【关键词】水温变化;Flowmaster;压力波动0 引言实际工业中常常遇到同一压力管道系统中不同区段管道内流体温度不同的现象,比如核电厂二回路系统中凝结水在冷凝器出口温度为24℃左右,当其到达蒸汽发生器入口时水温已经接近230℃,水温变化巨大。
研究水温变化对压力系统中压力瞬变过程的影响对于提高压力系统的经济性、安全性都有积极意义。
弹性压力波动理论表明水体的弹性会导致压力波动波速发生变化(如公式1所示),而连续瞬变流理论则表明压力波动波速对压力波动升压有很重要的影响[1-2]。
国内研究压力管道系统内压力波动现象的相关文献中基本未讨论管道内流体温度的变化对压力波动效应的影响[3-6]。
利用Flowmaster(FM)软件强大的仿真计算能力,本文建立了一个非恒定水温压力管道系统,并详细研究了温度变化过程中压力波动现象的响应情况,由此给出了相应工况中的压力波动改进措施,对于相关工业实践中的管路设计运行具有一定的指导意义。
c=(1)其中,K为水的体积模量,量级GPa(约为2GPa,与水的温度和压力有关系);ρ为水的密度;d为管道半径,单位m;E为管壁的弹性模量,量级GPa(多为200GPa);s为管壁厚度,单位m。
1 系统建模如图1所示,非恒定水温压力系统包含水池、水泵、管道、加热器、相关阀门等设备,系统的工作过程如下[7]:并列运行的两台泵从水池1抽水,经过加热器加热后分别供给不同的水池。
水池1、离心泵(2台)、止回阀(2个)均位于参考平面,水池2所在平面位于参考平面50m高处,水池3所在平面位于参考平面40m高处,向水池3供水的支路供水量受阀门进行调节。
温度变化对管道的影响天气的温度变化也会对管道有所影响,埋地管道土壤温度场不仅受管道内介质影响,而且受大气温度季节性变化的影响,管道土壤温度场实际上是随时间变化的非周期性非稳态温度场。
温度对管道压力的影响温度变化对管道容积的影响水压试验作为在检验管道强度及严密性的一道关键工序,在管道建设中非常重要。
在管道试压过程中,当介质温度发生变化时,管道的截面积与长度都将发生变化,并影响管道的容积。
在通常情况下,水是有热胀冷缩的现象的,这是水的物理学特性。
管道在试压过程中会有“胀泵”现象。
这是有两种可能,一是水的热胀冷缩,二是管道中存在气体,也会随着气温上升而膨胀出现“胀泵”现象。
在实际工作中经常遇到,在验泵时,尽量安排在气温较高的时段试压较为有利。
温度变化对管道试验压力的影响在水压试验过程中,可以将管道看成是一个密闭容器,水被充入密闭容器内。
在水充满后,水的体积应该等于容器的容积。
当温度发生变化时,管道的容积与水的体积也将同时发生变化。
管道实际状况千差万别虽然温度变化对水压试验结果有所影响,但由于管道的实际状况千差万别,在工程实际中,应考虑这一现实问题,尽量避免温度变化对水压试验的影响。
温度对管道热损失的影响正常情况下管道的运营一般管道由于本身的特点,以及用水点的正常运行,在这种情况下,温度变化时一般不受到影响。
温度变化对管道热损失的影响对于气温下降幅度小,地面温度下降的明显而对底层影响不大的地区,埋地管道不会产生大的影响。
而对于气温寒冷、水温低的地区,管道很容易被突如其来的降温导致供水不畅管道由于收缩而使刚性连接口拉开,因此要避免管道发生冻害。
面对昼夜温差变化,金马人这样做金马人肩负着管道安全的重任金马人肩负着管道安全的重任,时刻保障管网安全运行,应对昼夜温差,管道频繁热胀冷缩的情况,金马人齐心协力,加强管道日常巡护。
金马人肩负着降低水损的重任金马人肩负着降低水损的重任,金马人持续进行节水宣传活动,加强节水意识,借助先进的监测手段和科学的管理方法,金马人勒力同心,持续降低水损。
温度对金属材料性能的影响金属材料处于不同的温度环境时,其性能将发生一系列的变化。
了解这些变化,对于确定材料应用条件和正确选用材料是必须的。
实际的工程实践也证明,温度条件是影响设计选材的一个重要条件,甚至在许多情况下,温度条件是确定选材的决定条件。
然而,温度对材料性能的影响是多方面的。
以腐蚀为例,许多腐蚀的发生都与温度条件有关,而且,不同的温度条件,腐蚀发生的机理、形态、速度等都不一样。
有关腐蚀与温度的关系将在本章第三节中介绍,在这里仅介绍在高温和低温条件下,材料性能发生的一些变化。
(一)金属材料在高温下的性能变化在高温作用下,金属原子间的自由电子获得了外界的能量,其活动范围扩大,使原子间的“粘结力”减小,晶格错位容易进行,从而使金属材料的强度下降,而塑性和韧性升高。
高温下材料许用应力降低的原因就源于此。
1、材料的蠕变及应力松驰当材料的使用温度超过其熔点的(0.25~0.35)倍时,金属的性能已处于不稳定状态,此时若在外力的作用下,会出现这样一种现象:虽然材料的应力不再增加,但其变形却随着时间的增加而继续增大,而且出现了不可恢复的塑性变形。
通常把这种现象称做材料的蠕变。
一般情况下,对碳素钢来说,考虑蠕变发生的起始温度为400℃,对铬钼合金钢则为450℃。
与蠕变现象相反,当材料受高温和外力的持续作用时,可能会出现这样一种现象:材料的总应变量不变,但由于发生蠕变,使其中部分弹性变形转化成了塑性变形,从而导致弹性应力降低,即意味着金属材料被“放松”了。
材料的这种现象称做应力松驰。
应力松驰实际上是蠕变发生的另一种表现形式。
高温下工作的螺栓常因应力松驰而导致法兰泄漏,所以此时应选用抗蠕变能力高的铬钼钢材料作为高温螺栓材料。
对于加工残余应力和焊接残余应力,由于应力松驰而使其减弱或释放,从而可减缓或消除它们带来的不利影响。
2、材料的球化和石墨化在高温作用下,碳钢中的渗碳体由于获得能量而将发生迁移和聚集,形成晶粒粗大的渗碳体并夹在铁素体内,尤其是对于珠光体碳钢,其渗碳体会由片状逐渐转变成球状。
温度对海底管道试压过程影响规律探究
温度对海底管道试压过程的影响规律是一个非常重要且复杂的探究课题。
海底管道试
压是指在海底安装完毕后,对管道进行压力测试的过程。
温度是海底环境中的一个重要参数,会对管道试压过程中的压力和温度产生直接影响。
在管道试压过程中,温度的变化会引起管道材料的热胀冷缩现象,进而对管道的尺寸
和形状产生影响。
一般而言,温度升高会导致管道的热胀,使管道的长度变长,直径变大;而温度降低则会导致管道的冷缩,使管道的长度变短,直径变小。
在管道试压过程中,温
度的变化会对管道的尺寸和形状产生一定的影响。
温度的变化还会影响管道试压过程中的介质性质和试验条件。
在管道试压过程中,温
度的变化会改变试验介质的物理性质,如密度、粘度等,进而影响试验的结果。
在进行管
道试压时,还有一些试验条件需要根据环境温度进行调整,如试压时间、试验压力等。
温度对海底管道试压过程的影响规律是一个复杂的课题,涉及到管道尺寸、形状、压
力转换、泄漏风险、介质性质和试验条件等多个方面。
为了保证管道试压的准确性和安全性,在进行试压过程中,需要充分考虑温度的影响,并进行相应的修正和调整。
还需要进
行进一步的研究和实验,以深入理解温度对管道试压过程的影响规律,为海底管道的设计、施工和运营提供科学依据。