油气储运设备中的工程力学

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1、油气储运设备中的工程力学摘要：油气储运工程是连接油气生产、加工、分配、销售诸环节的纽带，它主要包括油气田集输、长距离输送管道、储存与装卸及城市输配系统等。其主要的研究方向为：油气长距离管道输送与城市输配，油气田集输，油气储运设施的结构、施工、安全及防护。其中的一部分都需要工程力学的有关知识和思维。关键词：油气储运、力学1、力学方面的应用油气储运作为一门工程类的学科，工程力学、流体力学等力学方面的必备学识储备，需要精通物理学中的力学知识（包括质点力学、刚体力学、流变学等），才能真正的掌握好工程力学。例如，

2、需要分析各部件的受力情况、所受力偶等，才能分析出各部件是否能在保护范围内，或者可以根据受力的情况来决定所需要的材料及其各部件之间的结构布局等。还有材料力学方面，需要各种受力分析和各种动力学的要求。主要是以质点学为基础，需要分析各种加速度，或者根据动态平衡理论，对各个部件的应力、弯曲变形、挠度、转角、切应力等进行分析。最后进行强度校正，得到最佳设计结构和最佳材料。如起重机，首先要进行简化成杠杆，加载重物，求出每个部件的应力、挠度、弯曲变形等，进行强度校核。比如在设计刚杆的横截面时候，既要考虑冲击强度，又要

3、节省材料。于是最终设计为“工”字形或者“T”字形。2、连续塌陷下埋地钢管力学响应研究地层塌陷沉降是埋地长输管道常见的地质灾害之一。为研究连续塌陷下埋地钢管的力学响应规律，开展了连续塌陷下埋地钢管试验以及数值模拟，分析了连续塌陷过程中埋地钢管变形以及应力变化情况，并校核了塌陷地质灾害下管道力学理论计算结果。研究表明：在小范围塌陷时，随着塌陷范围增加，管道变形以及所受应力不断增加，管道中间位移及所受应力最大；当塌陷范围增加到一定程度时，土体完全塌陷，管道呈架空状态，管道位移减小，应力大幅释放，管道中间所受应

4、力明显减小，最大应力位置由管道中间变为管道塌陷边界附近；塌陷地质灾害下进行管道应力计算时，在重力基础上考虑摩擦力或黏聚力的计算结果均大于试验和模拟结果，更具有指导意义。研究成果可为管道防护提供有效的理论指导。3、高强度管道钢的力学性能与分析库鄯输油管道采用的是由进口卷板和国产卷板制成的钢管。针对制管过程中出现的钢管屈服强度的变化,采用了小试样试验方法,更准确地表达了制管包辛格效应的影响。通过对进口、国产两种板料的测试分析,对比其性能和生产工艺上的差异,发现两者硬度分布明显不同,进口板心部与表面相近,而国

5、产板心部硬度较高,两侧距中心1.5mm以外硬度逐渐降低,表面最低。分析认为,这与板材生产过程有关。冶金凝固过程使表面碳与合金含量低于心部,而轧制过程又使表面强化大于心部,进口板材心表硬度相近,是这个因素的综合反映。（1）采用小试样方法研究制管展平过程对材料包辛格效应影响具有工程意义，并证实展平过程进一步降低材料屈服强度。（2）制管、展平过程的形变对材料力学性能的影响远超出屈服强度区域对材料前期均匀变形过程的强化能力的影响。（3）进口、国产板材的生产工艺具有明显的差别。（4）不同管径、不同板厚的制管产生的

6、包辛格效应不同，管壁变形越大，包辛格效应越严重。