發(fā)布時間：2017-12-12 06:24

  本文關(guān)鍵詞：成品油長輸管道封堵囊的研究

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【摘要】：隨著管道在線封堵更換工藝不斷向高壓、作業(yè)時間周期短和無機械切口缺陷等方面發(fā)展,封堵囊作為封堵過程中的重要部件,已經(jīng)應(yīng)用于更多的管道情況,而且要求更長的使用壽命和更為簡單的施工工藝。目前國內(nèi)外針對管道搶修的施工措施多采用擋板加囊式、皮碗式封堵。擋板囊式封堵和皮碗式封堵的封堵壓力低、需開置入孔且封堵作業(yè)完成后會在管壁上留下法蘭等部件,造成切口隱患,降低管道壽命。這也是本文的研究出發(fā)點,提出一種自行泄壓并不留機械缺口的管道封堵囊。通過研究封堵囊的工作原理和材料屬性,對其進行特性分析,確定了本文封堵囊的形狀結(jié)構(gòu)及材料；對橡膠材料進行單軸拉仲實驗,根據(jù)實驗的數(shù)據(jù)及囊體的受力分析計算出囊體的外形尺寸；利用MATLAB軟件擬合超彈材料曲線,求得Yeoh模型的仿真參數(shù)；利用ANSYS Workbench軟件模擬了外徑為φ530mm的封堵囊和外徑φ610mm的管道的密封接觸,分析了斷管情況下純橡膠、兩膠一布和三膠兩布囊體封堵能力的區(qū)別,以此優(yōu)化封堵囊的結(jié)構(gòu)。在橡膠囊結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,針對單層橡膠在封堵過程中存在的不足,提出了兩種方案。經(jīng)過研究與仿真分析確定了一種三層橡膠兩層骨架材料復(fù)合而成的封堵囊體。分析表明：囊體在純橡膠的結(jié)構(gòu)中,可以膨脹至指定長度以滿足摩擦力,但端面存在應(yīng)力集中現(xiàn)象,容易破損;在兩膠一布的結(jié)構(gòu)中,骨架材料的存在減少了囊體的端而膨脹,但骨架及橡膠材料強度不夠,容易發(fā)生撕裂；在三膠兩布的結(jié)構(gòu)中,骨架材料與囊體均可滿足強度要求。仿真結(jié)果表明,囊體在0.05Mpa的封堵壓差、0.5Mpa的殘余介質(zhì)壓力下并未發(fā)生移動,能夠?qū)崿F(xiàn)封堵。
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE973

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