【摘 要】
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为节省土地资源,减少管道施工和维护成本,近年来世界各国的油气管道工程大量采用并行敷设形式。管线并行敷设和运行时的经济性、安全性是管线建设的首要问题,而并行敷设间距
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为节省土地资源,减少管道施工和维护成本,近年来世界各国的油气管道工程大量采用并行敷设形式。管线并行敷设和运行时的经济性、安全性是管线建设的首要问题,而并行敷设间距的大小对其起决定性作用。本文从管线失效泄漏引发爆炸现象出发,定量计算不同并行间距下管道爆炸冲击对管道的破坏效应,分析天然气管线并行敷设的安全间距。
本文通过理论分析建立了地上管道和地下管道的泄漏模型,应用Matlab计算出管道泄漏总量中实际参与爆炸的体积,通过TNT当量法将体积值转化为管道爆炸模型的初始爆炸当量。针对管道架空敷设、明管敷设、埋地敷设三种敷设工况,利用Autodyn软件分别建立管道爆炸物理模型,计算冲击超压和管道应变量,并应用理论计算验证了模型的有效性。结合可燃气体爆炸理论,分析探讨冲击波对管道的破坏规律。最终根据计算结果划分并行间距的风险程度,确定三种敷设工况下的安全间距。
通过本文研究,得出以下结论:超压破坏引发管道快速的大变形,冲量破坏引发管道持续的小幅变形;爆炸冲击对并行管线产生的破坏程度大小排序为:埋地管道＞明管敷设管道＞架空管道;为保证管道运行的安全和稳定,三种工况的并行间距S为:架空敷设S≥5m,明管敷设S≥4m,埋地敷设S＞8m。
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