成品油长输管道封堵囊的研究

发布时间：2017-12-12 06:24

  本文关键词：成品油长输管道封堵囊的研究

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【摘要】：随着管道在线封堵更换工艺不断向高压、作业时间周期短和无机械切口缺陷等方面发展,封堵囊作为封堵过程中的重要部件,已经应用于更多的管道情况,而且要求更长的使用寿命和更为简单的施工工艺。目前国内外针对管道抢修的施工措施多采用挡板加囊式、皮碗式封堵。挡板囊式封堵和皮碗式封堵的封堵压力低、需开置入孔且封堵作业完成后会在管壁上留下法兰等部件,造成切口隐患,降低管道寿命。这也是本文的研究出发点,提出一种自行泄压并不留机械缺口的管道封堵囊。通过研究封堵囊的工作原理和材料属性,对其进行特性分析,确定了本文封堵囊的形状结构及材料；对橡胶材料进行单轴拉仲实验,根据实验的数据及囊体的受力分析计算出囊体的外形尺寸；利用MATLAB软件拟合超弹材料曲线,求得Yeoh模型的仿真参数；利用ANSYS Workbench软件模拟了外径为φ530mm的封堵囊和外径φ610mm的管道的密封接触,分析了断管情况下纯橡胶、两胶一布和三胶两布囊体封堵能力的区别,以此优化封堵囊的结构。在橡胶囊结构设计过程中,针对单层橡胶在封堵过程中存在的不足,提出了两种方案。经过研究与仿真分析确定了一种三层橡胶两层骨架材料复合而成的封堵囊体。分析表明：囊体在纯橡胶的结构中,可以膨胀至指定长度以满足摩擦力,但端面存在应力集中现象,容易破损;在两胶一布的结构中,骨架材料的存在减少了囊体的端而膨胀,但骨架及橡胶材料强度不够,容易发生撕裂；在三胶两布的结构中,骨架材料与囊体均可满足强度要求。仿真结果表明,囊体在0.05Mpa的封堵压差、0.5Mpa的残余介质压力下并未发生移动,能够实现封堵。
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE973

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本文编号：1281512