文档介绍：浅谈长输管道设计、施工中的几点安全问题
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摘要:本文简要介绍了管道材质选择、断裂与止裂、管道质量检验等影响管道安全的几点因素,从设计、施工的角度探讨了提高长输管道安全性能的几点方法和措施。
关t词:长输管道、安全、材质、断裂、止裂、试验一、前言
、
域的应用越来越广,在国民经济发展中的作用越来越大,但由于管道工程投资大、建设周期
长、整体性强,因此,管道安全问题显得尤为重要。下面就谈一谈长输管道设计、施工中的几点安全问题。
二、管道材质的选择由于在相同管径和输送压力下,选用高强度钢材可以减少钢材用量,进而降低管材的运
输、施工等费用。因此出于经济角度考虑,目前国内外在管材选择上多使用高强度钢材,如
X65、X70、X80等,但由于冶金,轧制等技术原因,目前高强度钢管、尤其是XS0这样的超高压力钢管还存在着一定问题,一是产品质量控制难度大,在管材内部易出现隐形缺陷,
二是随着强度的提高,N值)难以得到相应提高。这两种因素的迭加,再加上管材在运输和施工过程中造成的损伤。使得高强度管道发
生延性断裂的几率大大增加。
据有关资料统计,使用X60以上级管材的各级管道,均有管道发生过延性断裂。因此对长输管道而言,由于其管径大、输送距离长,管材内部缺陷、运输旅工损伤及焊缝缺陷漏检几率增大,再加上管道沿途不乏人口密集地区,输送介质一般又为易燃易爆或有毒介质, 这就对管道安全提出了更高的要求,因此,目前在管道材质选择上应选用技术较为成熟、 CNN值较高、焊接工艺成熟的X60、/(65级钢管为宜。
三、管道的断裂与止裂
1960年美国Transwestern公司在对一条直径≯762、材质X52的输气管道进行气压试验时,管道发生断裂,断裂长度为13km,裂源为一根管子在运输过程中造成的损伤,起裂后,
裂纹向两边扩展,一蜡碰到—个厚壁三通后止裂,另一端碰到一根韧性较大的管子而止裂。
若当时管道已投人运营,管内介质为有毒或易燃易爆气体,发生这样的断裂,其灾难性后果
是可以想象的。因此,对材质等级较高的管道在设计时应考虑管道裂纹失稳扩展的控制。
管道断裂可以分为脆性断裂和韧性断裂两种。就脆性断裂丽言,随着冶金技术水平的提高,目前象X70钢其韧性形貌转变温度已达到一40℃以下,在我国这样的气候条件下,一般不具备发生脆性断裂的条件。N值较低时,在常温下管道易发生韧性断
作者单位:扛券石油勘探局油田建设处。
裂。近来的研究表明,虽然对于韧性断裂,其裂纹扩展速度一般只有60--250m/s,而象天
然气等气体的减压波速度约为400 m/s,按照过去的理论,
管道而言,因为在减压波的后面,裂纹尖端处的输送介质仍保留有一定的压力,在气体释放过程中,由于气体体积的快速膨胀,把能量传给裂纹,N值较
低,仍会造成裂纹的继续扩展。在裂纹处残留的压力越高裂纹扩展速度越快,并且随着环向应力和管道直径的增加,产生韧性断裂失稳扩展的趋势就越大,也就是￣魔止裂越困难。尤其是近年来,出于管输的经济效益考虑,对管径、输送压力、管材强度等级的选取越来越高, 在这样的条件下,要防止管道韧性断裂的发生,就对