寒冷地区埋地输气管道最低设计温度选取

为了有效保证中俄东线天然气管道在寒冷地区的止裂性能,需要明确管道的最低设计温度,而到目前为止,在国内埋地输气管道工程设计中对管道的最低设计温度未进行确定。通过对国内外主要输气管道标准和国外寒冷地区典型输气管道工程的解读与分析,同时结合我国寒冷地区埋地输气管道的特点,推荐埋地输气管道最低设计温度选取0℃(管道埋设于冻土线以下)和管顶埋深处最冷月单日最低地温值并向下圆整至5℃的倍数(管道埋设于冻土线以上)。建议中俄东线天然气管道工程线路埋地管道最低设计温度选取-5℃。提出最低设计温度的确定原则、方法和推荐值,为今后的工程建设提供一定的借鉴与参考。

基于材料力学性能的最低设计金属温度曲线分析

铁素体钢在低温条件下存在明显的韧脆转变现象。为防止脆断事故的发生,需要确定铁素体钢制压力容器的最低使用温度。针对ASME中的A^D四条冲击豁免曲线,对应地选取了4种材料,基于材料实际的屈服强度和参考温度,按照ASME中豁免曲线的计算方法,计算得到4种材料的最低设计金属温度曲线,并与对应的A^D曲线对比,定量地分析ASME中豁免曲线的保守性。结果表明,ASME中的豁免曲线相对于材料自身的最低设计金属温度曲线保守性较大;韧性相近的材料被划分到不同的豁免曲线,使得韧性富裕量差异较大,对于某些材料,其断裂韧性被低估。

压力容器设计中的环境温度与最低设计金属温度

环境温度在容器设计中不仅影响设计压力的合理确定,而且更影响最低设计金属温度的确定直至影响材料的正确选择。通过对规程标准的解读,结合液化石油气储罐设计对此进行了讨论,认为环境温度应视为容器的特例工况条件,容器设计应将与其对应的设计压力一起作为设计载荷条件,不仅要对容器的壁厚进行校核,而且尚需根据容器的一次应力判断并确认是否需要修订完善容器设计的选材、制造及检验等技术要求,使容器设计文件正确完整,保证容器制造的安全可靠性。

ASME产品设计中最低设计金属温度的确定

主要介绍了ASME最低金属设计温度的含义及确定最低金属设计温度的方法。

城镇燃气管道低温工况下材料选用分析

为了研究低温工况下城镇燃气管道的材料选用问题,本文分析了架空管道、调压、放散、排污等几种典型工况,提出了确定最低设计温度的方法。低温工况材料选用时,其最低使用温度和冲击功试验温度不应高于最低设计温度,并需要对材料提出冲击韧性要求。研究结果提示可以通过适当增加壁厚使管道处于低温低应力工况而降低材料要求。

压力容器低温低应力工况原理及其温度调整准则研究

低温低应力工况是压力容器用碳钢低合金钢在低温领域应用的重要保障,我国压力容器规范低应力工况仅为欧美规范的特例,其工程应用受限。分析了ASMEⅧ与EN 13445中低应力工况温度调整曲线理论背景,研究了板厚与强度对温度调整值的影响规律。在此基础上,建立基于主曲线法的低应力工况温度调整准则,发现压力容器规范缺乏科学合理的最低设计温度确定方法是限制我国压力容器用钢在低温下服役的根本原因。

输气站场低温工况设计要点

合理确定最低设计温度和选材是输气站场运行安全性和建设经济性的重要保证。为合理确定输气站场承压管道、设备的最低设计温度和选材,从最低设计温度和低温低应力工况的定义入手,结合输气站场可能产生低温的典型工况,阐述了输气站场最低设计温度的确定方法,介绍了输气站场管道、管件选材及其低温韧性试验温度与性能指标确定的原则和要点,为输气站承压管道和设备最低设计温度的合理确定和选材提供参考。该研究为输气站场的本质安全设计提供了借鉴。

浅谈压力容器最低设计金属温度

本文从与最低设计金属温度有关的基本概念着手,针对温度对碳素钢和低合金钢性能的影响,分析了影响最低设计金属温度的环境因素和容器类型,从而给出确定最低设计金属温度的方法以及注意事项,使设计文件更加完善。

移动式压力容器壳体最低设计金属温度及选材问题的探讨

基于移动式压力容器的流动性特点,考虑其运营中大气环境温度的影响,相应标准规范均对其罐体最低设计金属温度给予了规定,以保证低温条件下的安全运营,但因此也引发了罐体设计选材制造等方面的问题。本文试对其进行探讨并提出建议。

国产压力容器用钢Q345R的低温韧性研究

基于实测的材料数据,运用缺陷评定的程序,针对ASME规范案例中关于我国常用压力容器用钢Q345R冲击韧性对豁免曲线的适用性问题的相关规定进行了探讨和分析。分析结果表明所用的Q345R正火板在低温下的冲击韧性与断裂韧性均优于ASME规范的要求值,ASME规范将Q345R归类于A曲线严重低估了材料本身的韧性。

ASME规范Ⅷ-1卷中低温冲击试验要求的评定原则

本文主要介绍了ASME规范第Ⅷ-1卷中对碳钢低合金钢材料的冲击要求进行了详细讲解,便于实际设计生产中借鉴。

ASME规范碳钢及低合金钢材料(母材)低温冲击豁免的判断

介绍了材料低温脆性破坏的危害性,强调了低温冲击的重要性,简单地对按GB 150与ASEM规范设计的材料进行冲击试验的条件加以区分,着重并较系统地论述了按ASME规范判断材料免除冲击试验的方法。

中俄东线站场工艺管道用高钢级低温钢管韧性指标

中俄东线天然气管道是中国首条OD 1 422 mm大口径输气管道,途经东北严寒地区。基于此,对比分析国内外标准规范,明确了天然气管道站场工艺管道断裂控制设计原则、最低设计温度选定要求,包括:(1)站内工艺管道断裂控制,关键是要防止管道发生起裂,钢管应具有足够的断裂韧性。对于起裂后的断裂扩展控制和落锤撕裂试验(Drop Weight Tear Test,DWTT)指标,应视工程具体情况并结合国内低温钢管的生产水平综合确定。(2)最低设计温度应考虑正常运行操作、放空、节流以及停输保压等工况下金属壁温可能达到的最低温度,针对站场工艺管道用X70、X80钢管确定管道的最低设计温度等于最低环境温度。(3)针对油气输送管道站场地上工艺管道,建议最低环境温度取最低日平均温度。结合理论计算和钢管实物性能参数,提出了中俄管道站场工艺管道用X70、X80钢管的低温韧性指标,对今后类似工程有一定的借鉴意义。

多年冻土区天然气管道压气站失效情境下应对方案研究

多年冻土区天然气管道管基土冻胀和融沉地质灾害是人们所熟知的威胁管道安全运行的重大风险。受长输管道用管材最低设计金属温度限制,在压气站失效后,气体进行越站输送,由于焦耳—汤姆逊效应,会出现下游管道输气温度低于管材金属最低设计温度的风险。而对于温带地区的管道工程,不会出现类似的技术挑战。以某多年冻土区天然气管道工程为例,从保护多年冻土的角度给出了全线温度分区控制策略及实现途径。采用国际通用水力热力软件SPS对压气站失效后不采取措施和采取诸如提高失效压气站上游压气站出站温度、降低管道输量、额外增设加热站等不同措施下的多种工况进行了定量计算和分析讨论,并初步给出相应的解决方案构想。希望能够补充现有输气工艺理论,为北极和高山多年冻土区天然气管道建设提供新的思路。