钢骨架塑料复合管不动火带压堵漏技术研究

摘要

钢骨架塑料复合管带压堵漏技术是一种新型的钢骨架塑料复合管道维修技术，具有操作简便，维修效率高等技术特点。然而，在现场使用中，技术人员发现安全施工压力的确定仍存在一定盲目性。安全施工压力作为该项技术的核心问题，是关系到施工作业成功与否的关键。为了快速、准确的确定带压堵漏安全施工压力，本文综合现场实验和ANSYS有限元模拟，对钢骨架塑料复合管带压堵漏技术的安全施工压力进行研究，以便于该技术在现场得到更好地推广应用。
　　本文在文献资料调研和现场考察的基础上，设计并提出了钢骨架塑料复合管带压堵漏室内实验方案，通过实验采集得到的数据，结合相应的力学公式计算得出结果，作为验证有限元模型的依据。在充分考虑钢骨架塑料复合管的结构特点和力学性能的基础上，选择Solid186结构单元建立钢骨架塑料复合管带压堵漏有限元模型，并以弹性失效准则作为失效判断的依据，通过合理的分析计算流程，对与实验相同工况下的带压堵漏安全施工压力进行模拟计算。通过对比和修正确定最终的有限元模型，并在此基础上研究缺陷尺寸、壁厚、缺陷距胶槽距离三个因素对安全施工压力的影响，分别通过对含矩形和圆形钢骨架塑料复合管在不同参数下的带压堵漏安全施工压力进行模拟计算，并用均匀设计法进行多因素分析。
　　综合实验结果和有限元分析结果，得到结论：（1）采用内外聚乙烯层中间钢丝层的三层圆筒等效建模方式，并结合弹性失效准则可以较好的模拟钢骨架塑料复合管的带压堵漏工况。（2）管道壁厚、缺陷尺寸以及缺陷距注胶槽距离均与带压堵漏安全施工压力存在一定关系，且壁厚和缺陷距胶槽距离对安全施工压力的影响大于缺陷尺寸的影响。（3）在同工况、同参数条件下，含矩形缺陷的钢骨架塑料复合管道承受注剂压力的能力比含圆形缺陷管道的承压能力差。（4）对多因素模拟结果进行公式拟合，得到了含矩形和含圆形缺陷管道的安全施工压力计算经验公式。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2 研究目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.4 研究内容与技术路线

1.5 论文创新点

第二章 钢骨架塑料复合管不动火带压堵漏技术简介

2.1 钢骨架塑料复合管道简介

2.2 钢骨架管道带压堵漏技术简介

2.3 钢骨架管道带压堵漏施工流程

2.4 本章小结

第三章 钢骨架塑料复合管带压堵漏注剂实验

3.1 实验目的

3.2 实验原理

3.3 实验条件

3.4 实验过程

3.5 实验结果

3.6 本章小结

第四章 钢骨架塑料复合管带压堵漏有限元模型的建立与验证

4.1 ANSYS模拟的目的

4.2 ANSYS有限元软件简介

4.3 钢骨架塑料复合管的力学分析

4.4 钢骨架塑料复合管带压堵漏有限元分析

4.5 带压堵漏有限元模型的检验

4.6 本章小结

第五章 钢骨架塑料复合管带压堵漏安全施工压力有限元分析

5.1 含不同缺陷钢骨架管道安全注剂压力有限元分析流程

5.2 带有圆形缺陷的钢骨架管线安全注剂压力有限元分析

5.3 带有矩形缺陷的钢骨架管线安全注剂压力有限元分析

5.4本章小结

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的成果