浅析新版长输管道定期检验规则的修订理念及意义

近年来,随着管道技术发展和相关法规标准的不断完善,TSG D7003—2010版中部分内容已不再适用。为满足长输管道检验工作需求,市场监管总局对TSG D7003—2010版进行了修订。本文详细阐述了此次修订的背景、修订原则、修订过程、主要变化和重要意义,以期为广大管道检验检测和管理人员更好地理解长输管道定期检验规则提供帮助。

基于IMU数据的应变解析技术及其应用

长输埋地油气管线在严重的地灾作用下会引发管道变形,如果变形的管段存在缺陷,将极易导致管道失效,造成严重的环境污染和经济损失。准确地获取管道的变形情况并进行安全评价能够为保障管道安全稳定运行发挥重要的作用。基于IMU检测数据,通过小波变换降噪和油气管道设计规范进行特征识别的应变解析算法,能够有效地识别管线上的热偎弯管、冷弯管、弹性敷设段和重点关注段。该算法计算的管段弯曲拉伸应变值将结合ExxonMobil提出的拉伸应变容量预测模型对环焊缝进行基于应变的安全评价。在基于应变设计的高钢级油气管道已在国内油气运输行业得到广泛应用的背景下,可以参考该评价方法开展高钢级管道环焊缝的安全评价。

不同药芯焊丝工艺条件下X80管线钢焊缝组织与性能对比

为保障管线安全、平稳运行,提高管线环焊缝的可靠性,对已经投用的2条X80管线环焊缝进行对比分析。2条X80管线的环焊缝的焊接方法为药芯焊丝自保护焊(FCAW-S)和药芯焊丝气保护焊(FCAW-G),对比分析了焊缝的化学成分、金相组织、硬度、拉伸强度和冲击韧性等方面。分析发现,2种焊接方法获得焊缝均比母材Ni含量高,Cr、Mo含量低;FCAW-S焊缝的Al、N含量远高于FCAW-G焊缝及母材。FCAW-S焊缝晶粒内,亚结构尺寸大、取向的多样性低。与FCAW-G焊缝相比,FCAW-S焊缝的硬度高,屈服强度低、抗拉强度较为接近。由系列冲击试验可见,FCAW-S焊缝的韧脆转变温度为12.2℃,比FCAW-G焊缝高55.6℃。据此推断相同条件下,采用FCAW-S焊接的环焊缝发生脆性断裂的概率大。

油气管道非饱和磁化应力检测技术研究

应力集中是在役油气管道损伤、失效的重要原因,为能源的输送安全埋下巨大隐患。为此,提出一种非饱和磁化管道应力检测新方法,分析了非饱和磁化油气管道应力检测机理,推导获得了应力检测等效磁路模型,利用有限元方法探究了屏蔽层对应力响应信号的影响规律,对X52管道钢试件在0~140 MPa范围内进行拉伸应力检测试验,验证了非饱和磁化检测探头对试件应力状态的感知能力。研究结果表明:随磁屏蔽层长度增加,信号畸变度持续增加,但梯度值减小;随磁屏蔽层厚度增加,信号畸变度先增加后减小;拉伸应力与响应信号呈现负相关的线性变化趋势。研制的检测探头对应力状态感知的灵敏度达到18.48 mV/MPa。研究成果可为管道应力集中在线检测探头及装备研制提供参考。

基于复合型倒谱理论的石化管道微泄漏点特征识别及实验研究

随着能源需求的增多,能源运输里程数越来越长。在能源运输领域,石化管道是主要的运输方式,其安全问题至关重要。石化管道的微小泄漏伴随流体内压的增加,会随时发生火灾等安全事故,影响整段管道和站场的安全生产。因此,管道安全性检测是必要可少的。在油气运输过程中,由于外负载增加、冲蚀等因素造成管道局部应力集中,管壁减薄,表面出现泄漏点,降低了管道安全性能。通过采用声检测装置建立管道微泄漏点安全检测,测试实验中采集多组泄漏数据,分别为Φ0 mm、Φ1 mm、Φ1.5 mm泄漏点等声信号。利用Matlab平台搭建处理声信号的数学模型,分析了声信号的时频域特征。在频域中,声信号出现了回声干扰、电磁干扰等问题。接着,采用倒谱方法分析了声信号频域特征,信号存在频域混叠问题,不同泄漏点的特征无法区分。最后,提出对数谱模型改进倒谱方法处理声信号。由于不同泄漏点具有不同分贝值和频率值等特征。借助分贝值和频率值特征有效地区分频谱混叠的声信号,并避免了频域分析中出现的电磁干扰和回声干扰问题。分析3组数据发现:管道泄漏的孔径与声检测信号的分贝值和频率值有较大影响。随着泄漏孔径的增加,管道检测声信号的分贝值越大,频率也越来越大。此外,管道在未泄漏状态下,由于检测装置内部的电磁干扰也会影响管道声检测信号。进而,以不同分贝值和频率值表征管道不同泄漏孔径,其分贝值分别为N_(dB0)=0.17dB,N_(dB1)=0.052 dB,N_(dB2)=0.24 dB;频率值分别为:f_(0)=603 Hz,f_(1)=1879 Hz,f_(2)=4049 Hz。总之,该方法在管道微泄漏领域具有重要的理论意义与应用价值。

基于主曲线法的X70钢环焊缝断裂韧度研究

高钢级管线钢环焊缝在韧脆转变区内的断裂韧度具有高度离散性及温度相关性,因此很难对其进行合理评价。分别采用12.7 mm(0.5 in)小尺寸三点弯试样和仪器化压痕法,测试了X70钢环焊缝低温下的断裂韧度,在此基础上获得其主曲线参考温度T_(0)。结果表明,基于小尺寸三点弯试样的X70钢环焊缝主曲线参考温度T_(0)=-98℃,1%和95%累积失效概率曲线可以很好地包络韧脆转变区内的断裂韧度。温度高于-60℃时,断裂韧度包络曲线并不保守;基于仪器化压痕法的X70钢环焊缝主曲线参考温度T_(0)=-76.5℃,5%和99%累积失效概率曲线可以包络其韧脆转变区内的断裂韧度。主曲线法可以很好地规避环焊缝断裂韧度描述的高离散性问题。相比较而言,基于压痕法的主曲线偏于保守。

埋地钢质管道直流杂散电流干扰研究综述

随着轨道交通、高压直流输电系统的建设,埋地钢质管道受到越来越多的直流杂散电流干扰,由此引发的安全问题受到政府和企业的重视。本文以直流杂散电流为对象,论述了直流干扰的不同来源以及对埋地钢质管道的腐蚀机理;综述了不同来源的直流杂散电流干扰规律的研究现状;总结了现行标准中的直流杂散电流评价准则,并提出了建议;综述了各种直流杂散电流检测与防护技术,分析了各自技术的适用范围及特点;并且对直流杂散电流干扰规律以及检测防护研究方向进行了展望。

某在役X70管道环焊缝裂纹原因及质量隐患分析

通过无损检测、焊缝解剖分析、理化性能检测、宏微观分析等手段,对某在役X70级钢输气管道的环焊缝裂纹及其它缺陷进行了分析。结果表明:在该焊口1~2点钟位置存在5处缺陷,包括夹渣、缩孔和未熔合,这些缺陷降低了焊缝的强度和韧性。11~12点钟位置存在长约20 mm的裂纹,该裂纹沿根部焊道的熔合线开裂,沿粗晶区扩展,贯穿整个打底焊道。焊缝错边量较大且焊缝根部存在形状不连续,造成应力集中。该裂纹为打底焊道在后续填充焊加热过程中由于应力集中以及焊接热应力所产生的再热裂纹,在服役期间未发生扩展。

管道石油天然气腐蚀防护的相关技术研究进展

腐蚀是影响石油天然气管道可靠性和使用寿命的关键因素之一。近年来,石油天然气集输和长输管道建设发展迅速,输送介质成分复杂、腐蚀性强,致使管道腐蚀问题日益突出。针对石油天然气长输管道和集输管道内腐蚀和外腐蚀的特点,总结了相关腐蚀防护技术,并介绍了腐蚀防护检测监测技术的研究进展及应用现状。

不拆包覆层钢质管道缺陷识别方法

本文基于谐波激励源和对称差分式磁聚焦谐波磁场检测探头搭建的实验平台,提出基于合成孔径雷达技术的数据处理方法。将低频正弦信号搭载高频正弦信号的谐波激励信号加载在探头上,激发谐波磁场进行管道检测,信号处理系统将数据点相量化,使其具有方向和大小,经过计算可得数据点的实部和虚部,进而可得检测过程的相位变化以表征管道的缺陷信息。通过管道缺陷检测示例可以验证此种处理方法的有效性,该算法灵敏度高,具有较高工程实用性。

埋地钢质管道外覆盖层安全质量分级评价方法研究

埋地钢质管道外覆盖层安全质量状况是管道使用单位、检验单位与相关政府职能部门关心的问题所在。本文主要讨论了分级评价现实重要性与必要性 ,总结了国内外的现状 ,并提出了分级评价的基本思路 ,给出了部分分级指标 。

聚氨酯在磨粒侵蚀条件下的表面化学效应

在工程实际中，由于高分子材料的抗磨粒侵蚀性能都比较好而得到了广泛的应用。然而载至目前，所见这类材料在磨粒侵蚀磨损机理方面的研究报道还相当之少，而且仅局限于物理过程的考察。因此，对聚氨酯在磨粒侵蚀条件下的表面化学效应进行了试验研究。利用扫描电子显微镜、Ｘ射线光电子能谱仪和傅立叶表面红外分析仪，对这种高分子材料在磨粒侵蚀磨损前后表面的微观形貌、元素组成、结合能和官能团进行了分析。结果发现，聚氨酯在磨粒侵蚀条件下发生的表面化学效应主要有：聚氨酯分子中硬链段与软链段交界处的链断裂、脲基甲酸酯基团和缩二脲基团的热分解导致的热降解，以及氨基甲酸酯基团的水解。从化学角度考察聚氨酯的磨粒侵蚀磨损过程是在研究思路和方法上的一种新的尝试，其研究结果有助于深入而全面地认识高分子材料的磨损机理，因而对提高这类材料的使用寿命具有实用价值。

边界润滑条件下天然橡胶-钢磨损机理的研究

研究了边界润滑条件下天然橡胶磨损 2 0 #钢的机理 .采用扫描电子显微镜和 X射线光电子能谱仪分析了钢和橡胶的磨损表面形貌、元素含量和化学状态 ,用镜面全反射傅立叶红外光谱仪分析了橡胶磨损表面官能团的变化 .结果表明 :2 0 #钢被天然橡胶磨损的物理过程为磨粒磨损 (微切削 ) ;2 0 #钢被天然橡胶磨损的化学机制包括钢本身的氧化 (主要氧化产物为 Fe2 O3 、Fe O和 Fe3 O4) ,钢氧化物与天然橡胶大分子链间的反应 ,钢氧化物与氧化的矿物油烷烃链间的反应以及与矿物油中 S元素间的反应 ,其主要反应产物为含有 Fe- C的钢 -聚合物以及含有 Fe-

压力管道安全完整性技术法规与标准体系研究

压力管道安全的核心技术是完整性管理。针对我国压力管道完整性管理尚待完善的现状,以压力管道为研究对象,参照国内外法规标准体系,梳理了中国在压力管道安全完整性技术方面的法规与标准,提出了应建立或完善的压力管道安全完整性技术法规与标准体系,分析了目前存在的主要问题,并提出建立法规与标准体系需要开展的研究工作以及标准的应用推广模式,为下一步开展相关研究提供方向性指导。

埋地燃气管道综合检验检测技术研究

随着技术的进步以及国家能源政策的调整,埋地管道的安全运行日益得到了管道使用单位和政府相关职能部门的重视。综述了目前国内外常用的埋地钢质管道检验检测方法的原理及其优缺点,并结合作者的研究成果,提出了埋地管道综合检验检测技术组合方法。

天然橡胶磨粒侵蚀过程中的表面化学效应

研究了天然橡胶分别在含石英砂的清水、聚丙烯酰胺溶液和氢氧化钠溶液冲击作用下磨粒侵蚀过程中所发生的表面化学效应，并且利用扫描电子显微镜、Ｘ射线光电子能谱仪和傅立叶表面红外仪，对天然橡胶在磨损前后的表面形貌、元素的化学状态和官能团进行了观察与分析．发现天然橡胶在磨粒侵蚀下发生的表面化学效应主要是其分子链的力裂解和氧化降解，在聚丙烯酰胺溶液中还发生了Ｓ－Ｓ交联键断裂，在清水中的主要氧化产物是含碳氧单键和碳氧双键的聚合物，在聚丙烯酰胺溶液和氢氧化钠溶液中的氧化产物都含有碳氧单键、羰基和羧基等．

塑料与橡胶材料磨损金属的研究进展

综述了近 40年来国内外关于塑料与橡胶材料磨损金属的研究进展 ,主要就金属的磨损率及其影响因素、塑料与橡胶磨损金属的物理效应及化学机制进行了概括论述 .并针对高分子材料磨损金属的研究现状及其发展前景 。

在干摩擦和边界润滑条件下丁苯橡胶对20^#钢的磨损机理研究

用扫描电子显微镜 (SEM)和X射线光电子能谱仪 (XPS)分析了磨损表面的形貌、元素含量及金属表面元素化学状态的变化 ,用镜面全反射傅立叶红外光谱仪 (FT IR)分析了橡胶表面官能团的变化。结果表明 ,2 0 # 钢被磨损的物理过程为磨粒磨损 (微切削 )。 2 0 # 钢被磨损的化学机制包括 :①金属及其氧化物与丁苯橡胶大分子自由基的反应 ;金属与具有含氧基团的丁苯橡胶分子链间的反应 ;②金属与矿物油烷烃链间及金属与氧化的矿物油烷烃链间的反应 ,主要反应产物为含有Fe C的金属聚合物及含有Fe O的聚合物 ;③金属本身的氧化 ,主要反应产物为Fe2 O3 ,FeO和Fe3 O4。

磨粒侵蚀研究的发展概况

对近１０年来国内外在磨粒侵蚀研究的进展作了综合介绍与评述，重点论述了液体介质的速度、介质中颗粒的浓度、颗粒尺寸以及其它因素对高分子材料和金属材料的磨粒侵蚀率的影响，在此基础上，讨论了磨损率的准理论方程。介绍了高子分材料、金属材料、复合材料和陶瓷以及水力旋流器锥套磨粒侵蚀的磨损机理，并提出了今后磨粒侵蚀研究中的几个值得重视的研究方向。

聚氨酯磨粒侵蚀的机理

研究了聚氨酯分别在含石英砂的清水、聚丙烯酰胺（ＰＡＭ）溶液和氢氧化钠溶液三种介质条件下，磨粒侵蚀过程中所发生的表面物理效应和表面化学效应。利用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、光电子能谱仪（ＸＰＳ）和傅立叶表面红外仪（ＦＴ－ＩＲ－ＡＴＲ）对聚氨酯在磨损前后的表面形貌、元素组成、结合能和官能团作了分析。发现聚氨酯磨粒侵蚀的物理效应是运动颗粒对材料表面的微切削、材料的高疲劳破坏以及塑性断裂，而表面化学效应主要有分子链断裂、热降解、水解和氧化降解。