文档介绍：试析长输管道施工中常遇问题与应对措施
试析长输管道施工中常遇问题与应对措施
摘要:长输管道对我国的国民经济具有重要作用,因其施工跨度大等特点,长输管道的施工难度较大,本文总结长输管道在施工中较为常见的问题,对应对措施进行讨论,有一定的参考价值。
关键词:长输管道;常见问题;应对措施
中图分类号:+1文献标识码: A
1管道材质的选择
长输管道施工面临的第一个问题就是管道材质的选择。在保证相同的输送量和输送压力的情况下,相比普通材质的管道,使用高强度钢材管道可以减少钢材用量,减少运输钢材物流费用等优点。因此从经济效益的角度考虑,目前国内外大型长输工程多选用高强度钢材的管道,如X65、X70、X80等。
但是由于炼钢、轧制等技术原因,目前高强度钢管在产品质量和钢材韧性上都存在缺陷,特别是X80这样的超高压力钢管,缺陷尤为明显。
高强度钢材的主要缺陷:
①钢材韧性不足。N值)没有随钢材强度的提高而得到相应提高,这样增加了发生韧性断裂的可能性。②产品质量控制难度大,在管材内部易出现难以被检测出的隐形缺陷。韧性不足和管材内部存在的隐形缺陷,再加上管道需要经过长途运输才能到达施工现场,因此在这个运输过程当中,韧性不足的高强度管材容易造成不确定的损伤,这三个因素交织在一起,使得高强度钢材管道发生延性断裂的概率大大增加。根据笔者自己的长输管道施工经验,再加上对有关广西区内的管道施工的资料统计分析发现:使用X60以上级高强度管材的各级管道,均有管道发生过延性断裂问题。除了上述高强度钢材管道的自身缺陷,还有一些不确定因素。如管道的运输、施工损伤等不确定因素。由于其管径大、输送距离长,运输施工损伤及焊接技术不过关,导致的焊缝缺陷漏检几率增大,再加上输送车辆或者火车运输风险大,这些因素都对管道安全提出了更高的要求。而相比 X65、X70、X80 等高强度钢材材质管道,X60、N值较高、焊接工艺也较为成熟,发生延性断裂的概率较小。
2管道的韧性断裂与应对措施
1960年,美国Transwestem公司对输气管道进行使用前的气压试验。在这次气压试验中,实验对象是一条直径准762、材质X52的输气管道。实验结果是管道发生了13km的断裂。在多方查找原因后,引起断裂的原因竟是运输过程中,一条管道内壁的损伤。管道内壁受损伤后在受压的情况下开始起裂。起裂后,犹如引发多米诺骨牌效应,裂纹从起裂处沿着管材向两边扩展。所幸的是,当时管道尚未投入运营,并没有造成严重的后果。
因此,材质等级较高的管道在设计时就应考虑采取何种措施来避免出现管道裂纹失稳扩展的问题。管道断裂可以分为脆性断裂和韧性断裂两种。现在长输管道施工中管道断裂主要是韧性断裂。随着现代冶金技术水平的不断提高,像 X70 钢其韧性形貌转变温度已达到-40℃以下,在我国一般不具备发生脆性断裂的气候条件。N 值较低时,即使在常温条件下管道也极易发生韧性断裂。按照旧的理论,韧性断裂的裂纹扩展速度一般只有60~250m/s,而像天然气等气体的减压波速度约为400m/s。因此,按常理讲,裂纹发生裂纹扩展的可能性不大。然而旧的理论并没有考虑裂纹尖端处输送介质保留的压力。气体的体积会在释放的过程中发生膨胀,同时气体膨胀把能量传送给裂纹,N值不高的高强度管材在常温条件下也会造成裂纹的继