文档介绍：同济大学机械工程学院
硕士学位论文
城市埋地燃气管道浅埋防护技术的研究
姓名:潘艳
申请学位级别:硕士
专业:热能工程
指导教师:周伟国
20090301
摘要随着城市建设的发展及人口密度的增加,燃气需求增加,燃气管网建设项目增多,城市燃气输配管网的安全运行问题日益突出。在影响燃气管道安全的众多因素中,由于埋深不够导致的燃气管道破裂劳损占有相当大的比例,所以研究浅埋燃气管道的受力情况,找出浅埋管道的各种防护措施的防护效果,具有重要意义。本文在已有的各种埋地管道的理论研究的基础上,结合有限元分析方法和实验手段,从燃气管道的受力性状入手,重点研究了两种常见的城市埋地燃气管道浅埋防护措施的防护效果,总结在不同埋深下的燃气管道的受力特点,并比较了这两防护措施的防护效果,对指导以后的工程实际和建立城市燃气管道浅埋防护技术数据库有着重要意义。本文主要分为理论,模拟和实验三部分:第一部分为理论部分,介绍了当前埋地管道的基础理论研究现状,这也是本课题的理论基础,并重点介绍的有限元的发展,方法,分析过程。第二部分为有限元模拟部分,首先分析了没有采用防护措施的埋地燃气管道的受力性状,主要是找出埋地管道的在不同埋深下,各个影响因素对城市埋地燃气管道的影响。其次分析了两种常用的防护措施对燃气管道的受力的影响,通过比较和分析,研究不同防护措施的防护效果。第三部分是实验部分,采用实验的方法对埋地管道进行应变和应力分析,这两种方法互为补充、相互促进。本实验采用电阻应变测量技术。这是一种非电量电测技术。最后对本文的主要研究内容及成果进行总结,,并针对本论文的进一步研究方向进行了简单的讨论。关键词:城市埋地管道;浅埋防护;有限元
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第乱背景介绍随着城市建设的发展及人口密度的增加,燃气需求增加,燃气管网建设项目增多,城市燃气输配管网的安全运行问题日益突出。城市燃气输配管网与其他管网比较,具有供气不能中断使用周期长,管道覆盖面广,燃气管道埋设在地下等特点,且燃气管道输送介质一旦泄漏极易造成事故。虽然城市燃气经营企业在管道设计、建设和运行时采用越来越严格的规范,建设时选用性能越来越好的设备和管材,严格防腐,但影响城市燃气输配管网安全性的因素很多,任何一种因素都可能导致燃气管道的损坏,从而可能引发严重的事故,造成人员伤亡和财产损失。所以,确保城市燃气管道的安全,具有很重大的社会和经济意义。根据欧洲输气管道事故数据组织对欧洲到年的管道事故调查显示,城市燃气管道损坏的主要原因是第三方外力损害。第三方外力损害可分为自然外力损害和人为外力损害。而其中又以人为外力损害为主。人为外力损害可分为直接人为外力损害和间接人为外力损害。直接人为外力损害是指人为因素直接作用于埋地管道而造成燃气泄漏等事故。由于道路施工而挖坏、铲坏、压坏燃气管道导致燃气泄漏事故屡见不鲜。管道埋设深度不合要求或保护措施不当,管道易受到人为直接外力损害。管道受到损害后,有些当场破裂,而有些只是在管道表面留下裂纹,这些裂纹在一定的应力作用下会扩大,留下安全隐患。间接人为外力损害主要是指穿过或沿公路敷设的埋地燃气管道,当汽车,尤其是重型车辆经过时,因自重而对地面存在挤压作用,如果管道埋设深度不符合要求或覆土松软,使得地面载荷对管道的冲击力衰减不够,每辆车通过时都会形成冲击作用在管道上,车辆通过后缓慢回位,如此在周期性或非周期性的交变应力作用下,燃气管道会发生应力蠕变等,时间一长,因叠加效应而导致管道出现裂纹,甚至破裂。由此可见,认为外力损害中,加强城市各职能部门之间的配合,比如道路施工时候能够明确知道地下燃气管道的铺设情况,将完全可以避免直接人为损
害的发生,但是对于间接人为损害,主要与管道的埋深和防护措施相关,所以,研究城市埋