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天然气管道泄露爆炸动力效应研究及危险区

文档作者：段洪亮文档来源：陕西延长石油（集团）有效责任公司油气勘探公司		点击数：	更新时间： 2021年11月18日
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化 工 设 计 通 讯 油气开采
Chemical Engineering Design Communications Oil and Gas Production
·43·
第43卷第7期
2017年7月
1 天然气管道泄露爆炸动力效及危险区域划分的必要性
天然气是现代社会发展的主要资源形式，在现代社会发
展中占有重要地位，对天然气管道泄露爆炸动力效及危险区
域的分析，可以实现社会发展的整体资源输送的安全性提升[1]，
为现代社会发展提供可靠的资源供应保障；其次，对天然气
管道泄露爆炸动力效及危险区域的分析，是我国西气东输等
大型工程施工建设的理论基础，做好天然气管道泄露爆炸动
力效及危险区域的规划，能够针对当前我国天然气管道建设
与资源供应中存在的问题，带来有力的解决途径，实现天然
气输送的资源传输结构具有更好的问题解决新途径，实现现
代天然气资源应用逐步形成合理的层次，为现代社会经济发
展带来更有力的发展结构规划需求，从而实现现代社会发展
的基本动力供应结构完善。
2 天然气管道泄露爆炸动力分析
2.1 天然气管道泄露传播距离
天然气管道泄露爆炸动力分析，与天燃气的泄露传播距
离之间存在直接性关联，天然气扩散主要是天热气中的甲烷
扩散，实施现代天然气扩散气体的计算中，基于甲烷的基础上，
实现天然气的整体数量上的分析，是实现爆炸振动力分析的
有效途径。可以采取有限元的形式进行气体初步估算，例如：
在天然气泄露计算中，假定气体流速为自变量[2]，管道内的
压力与泄漏量的传播距离看作是气体分析的因变量，当气体
泄露量的数值发生变化，依据相应的自变量运算公式进行气
体运算，可以得到相应的气体输出计算的整体总量，从而实
现对天然气的输出后期扩散的范围进行评价，是现代气体评
价与分析的初始部分。例如：某次天然气管道建设前对气体
扩散的泄漏量进行分析，假设自变量为70m，管道内部压力为
50Pa，则依据密度计算公式，可以得到相应的流量的计算结
构数值变化结构趋势，实现现代经营的基本规划结构上的泄
漏量的分析。
2.2 扩散系数
天然气管道泄露的爆炸动力的分析，可以采用天然气管道
泄露的扩散性分析，一般而言，天然气管道泄露的扩散范围
的探究，采用网格化分析为主要分析方式，例如：基于天然
气管道泄露下的初始位置作为原点，并建立网格规划结构图，
建立扩大的分布坐标，假设天然气管道泄露的原点坐标为（0，
0），横坐标是天然气的扩散的空间数，纵坐标为扩散的速率，
确定天然气管道泄露的扩散范围，建立气体计算的相关数据
分析，依据扩散分析的基本结构，实现现代企业的综合控制，
为天然气管道泄露的危险区域划分作基础。
3 天然气管道泄露爆炸危险区域的划分
3.1 开放性爆炸危险区域
天然气管道泄露的开放区域的计划，开放性爆炸危险区
域的预测，可以建立天然气爆炸动能和连续性方程作为区划
分的基础，例如：天然气体泄露的动能方程计算的公式为：
dp
dt +p ·u→=0
依据天然气管道泄露后，气体发生化学反应的热量因素
进行分析，天然气泄漏的运动除了分子内部运动，同时管道
内部的压力与管道外部温度变化，都是天然气开放性爆炸区
域的影响因素。结合网格规划的相关性数据，对天然气管道
泄露后的气体进行二维空间的计算，得到计算的最大值和最
小值，假设气体运行中的d 为15，p 为12，t 为30，依据计算
公式，可以获得相应的开放性区域的天然气爆炸的开放性区
域的资源结构分析，另一方面，天然气管道泄露的开放性分析，
也要对天然气的浓度进行综合检验，天然气的气体变化的密
度一般具有相应的气体运动的上限分析，结合网格数据，对
天然气的气体泄露，与空气中融合密度比重进行分配，达到
对天然气爆炸的周围的建筑、人群的范围进行初步评估，从
而实现现代天然气管道泄露开放性危险区域的合理规划，做
好天然气管道泄露的开放区域的划分。
3.2 冲击波危险区域
天然气管道泄露的危险区域中，冲击波区域也是需要做
好评估的主要区域，天然气管道泄露的辐射波对外部人和建
筑的冲击情况作为分析的重点。其一，依据气体辐射公式，
将辐射波分别归结为死亡区、重伤区、轻伤区几部分，例如：
冲击波的计算公式为：
Δp2=2Δp1+
（i+1）Δp1
2
（i-1）Δp1+2iΔp0
依据天然气管道泄露辐射波的计算结构，分别在坐标中
确定p 与i 的值，同时对应网格坐标中的数据，整体数据分析
结构更加灵活，得到辐射波的辐射的基本结构，然后进行辐
射波的等级划分；其次，辐射波度建筑的损害，也要依据这
一计算公式，但值得注意的是天然气管道泄露对建筑的危险
损害，要考虑辐波对建筑的后期影响，其对建筑的损坏评估
上应当具有相应的损坏评估的空间预留。
4 结论
天然气管道泄露，是现代社会资源应用的突出性问题，结
（下转第80 页）
摘 要：天然气管道泄露是现代社会发展的主要危险形式，天然气管道泄露产生的巨大的震动波容易发生爆炸。基于天
然气管道泄露的爆炸动力为基础，对天然气管道泄露爆炸动力效应及危险区域的划分进行分析，为现代天然气应用提供安全
保障。
关键词：天然气管道；泄露；爆炸；动力效应；危险区
中图分类号：X703 文献标志码：B 文章编号：1003–6490（2017）07–0043–02
Study on Dynamic Effect of Explosive Explosive of Natural Gas
Pipeline and Its Hazardous Area
Duan Hong-liang
Abstract ：The leakage of natural gas pipeline is the main dangerous form of the development of modern society.The huge
vibration wave generated by the leakage of natural gas pipeline is easy to explode.Based on the explosion power of natural gas pipeline
leakage，the dynamic effect of natural gas pipeline leakage and the division of dangerous area To provide security for modern natural gas
applications.
Key words ：natural gas pipeline ；leakage ；explosion ；dynamic effect ；hazard area
天然气管道泄露爆炸动力效应研究及危险区
段洪亮
（陕西延长石油（集团）有效责任公司油气勘探公司，陕西延安 716000）
收稿日期：2017–05–22
作者简介： 段洪亮（1985—），男，吉林白城人，助理工程师，主要
研究方向为天然气开采。
万方数据
新材料与新技术化 工 设 计 通 讯
New Material and New Technology Chemical Engineering Design Communications
·80·
第43卷第7期
2017年7月
从图2 可以看出，云杉木粉的纤维细胞基本已经被破坏，
导致细胞腔大部分裸露在外；而1 号杨木粉的纤维细胞大部分
没有被破坏，2 号杨木粉的粒径较小，和1 号杨木粉相比，被
破坏的细胞数量增加。
2.2 木粉的种类和粒径对材料性能的影响
将木粉烘干，之后经高速和树脂进行混合造粒，最后经
过挤出机挤出成型，将所得到的板材制样，并对制样进行性
能测试。PVC 份为100phr，当木粉的质量分数是66.7% 时，
在拉伸强度以及冲击强度两个方面来说，云杉木粉比2 号杨
木粉高，然而，2 号杨木粉比1 号杨木粉高，而且差值较大；
对于弯曲强度来说，大致趋势也是如此，但是其差值不如拉
伸强度以及冲击强度的差值大。塑料和木粉的两相界面和所
得制品的性能有着密不可分的关系，其中，对其起着决定性
作用的因素是木粉的分散程度。木粉分散的程度越高，即越
均匀，则两相接面积就越大，所得到的的制品的性能就越好。
在SEM 电镜中可以看出，2 号杨木粉的粒径小于1 号杨木粉，
则其接触面积要比1 号盐母粉的接触面积大，所以，其各种性
能都比1 号杨木粉好。
上述结果表明，木粉表面纤维的裸露程度决定了木塑复
合材料的性能，即细胞被破坏的程度越严重，表面纤维的裸
露程度就越高，接触面积越大，性能越好。
2.3 木粉添加量对材料性能的影响
对PVC 木塑复合材料的性能有较大影响的另一个因素是
木粉的添加量，随着木粉质量分数的增加，冲击强度不断下降，
而拉伸强度在木粉质量分数为16.7% 的时候达到最小值，后逐
渐增加，并趋于平稳。随着木粉用量的增加，复合材料的弯
曲模量在木粉比例为16.7% 时，达到最小值，之后逐渐增加；
弯曲强度逐渐降低，在木粉比例达到34% 时，有最小的弯曲
强度，之后逐渐增加，并趋于平稳，达到58MPa。
冲击强度下降主要是由于木粉的数量增加导致冲击更容
易引起瞬间破坏；而且，随着木粉用量的增加，一些木粉颗
粒之间会交叉接触，阻止因外力作用而发生的形变。当木粉
的质量分数较小时（16.7%），无法形成连续相，因此，木粉
颗粒分散不均匀，呈“海岛状”，分散在塑料中，而且，木粉
颗粒之间间距较大，不能相互制约，在外力的作用下，因木
粉颗粒的存在，塑料相会形成银纹，而其受力屈服会受到阻碍。
随着木粉数量的增加（66.7%），由于木粉自身密度较小，而
体积较大，所以使得木粉颗粒之间的间距变小，而且木粉之
间会互相接触、交叉，使得性能大大提高。
3 结论
随着技术的进步，人们对于材料的要求也在逐渐提高，
渐渐开始不满足于原有的单一材料，因此，复合材料应运而生。
本文主要研究了PVC 木塑复合材料的成分以及对PVC 木塑复
合材料的性能进行了分析研究，得出如下相关结论：
1）木塑复合材料的性能和木粉的粒径以及种类有关。粒
径为212μm 的杨木粉所制成的制品的性能不如粒径为150μm
的杨木粉制品；当粒径相同，均为212μm 时，云杉木粉制品
的性能要好于杨木粉制品的性能，因其表面有较多的裸露的细
胞腔以及裸露纤维，使得两相界面能够更加充分地接触，因此，
云杉木粉制品的强度较高。
2）随着木粉用量的增加，PVC 木塑复合材料的弯曲强度
以及拉伸强度均有小幅度下降，之后提升，并最终趋于平稳，
而其冲击强度随着木粉用量的增加则会下降。
参考文献
[1] 钟鑫，薛平，丁筠. 改性木粉/PVC 复合材料的性能研究[J]. 中国
塑料，2004，（3）：62-66.
（上接第52页）
措施，对于不同的开发区块采取不同的开发方式，使油气田
的开发达到最佳的效果。满足油气田生产节能降耗的技术要
求，不断应用油气田生产的新技术措施，提高油气田开发的
水平，逐渐形成数字化的油气田生产管理模式。
参考文献
[1] 刘晓辉，王建立，刘欣欣. 油气田开发新技术探讨[J]. 石化技术，
2015，（2）.
（上接第49页）
可持续发展性是当前石油开采产业的发展方向。因此，为进
一步实现石油开采效益的有效提升，各石油开发企业应更加
重视对高科技技术的研发与应用。
参考文献
[1] 陈卓. 石油采油工程技术中存在的问题与对策[J]. 石化技，2016，
（5）：104.
[2] 张傲雪. 石油采油工程技术中存在的问题与对策[J]. 中小企业管理
与科技（上旬刊），2015，（12）：110.
（上接第43页）
合相应数据，对天然气管道输送中存在的安全隐患进行综合
分析，不仅可以及时对危险做出预测，同时也可以为天然气
安全输送带来更合理的设计要求，为我国新资源开发和应用
提供更确切的发展需求，实现现代发展的资源供应结构的完
善。
参考文献
[1] 田辉. 天然气管道泄漏爆炸动力效应研究及危险区域的划分[D]. 淮
南：安徽理工大学，2012.
[2] 刘学通. 爆破振动下埋地天然气管道的动力响应研究[D]. 成都：西
南交通大学，2015.
（上接第35页）
制。一定要重视管道的重量不可以直接作用在泵上，防止泵
发生变形的情况，从而影响到正常的运行。
7 结束语
石油是全球经济发展非常重要的一项能源，对石油管道
进行安装的工作是一项非常复杂的系统性工程，安装的过程
当中必然会发生很多的问题，这就大大地影响到安装的进度
以及施工的质量，石油管道进行安装的过程主要的特点就是：
投资的量非常大而且安装建设的规模特别大等，因此，在对
石油进行运输上有着无法替代的作用。
参考文献
[1] 王凡. 石油化工工艺管道安装工程施工管理中的常见问题及处理研
究[J]. 中国石油和化工标准与质量，2013，（17）.

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