管道计算机辅助断裂评定系统研究

管道断裂评定工作是管道系统安全运行的重要保证 ,应用计算机辅助手段进行油气管道断裂评定能够大大简化工程人员的工作 ,使断裂评定工作更趋科学化。重点分析了油气管道计算机辅助断裂评定系统的研究和开发 ,介绍了系统的设计原则、系统构成、总体设计、设计流程和系统的实现 ,并简要分析了系统评定过程及结果的可靠性 ,为管道断裂评定提供了科学依据。

油气管道计算机辅助断裂评定

管道的抗断裂性能关系到整个管道运输系统是否安全可靠 ,对油气输送管道进行计算机辅助断裂评定是管道系统安全运行的科学保证。利用自行开发的评定系统 ,对油气管道焊接接头进行了计算机辅助断裂评定研究。研究结果表明 ,断裂韧性、强度失配和初始裂纹状态等因素对油气管道焊接接头断裂评定具有重要影响 ,可为油气管道断裂评定提供科学依据。

高钢级管道半自动环焊缝失效评估技术研究

西气东输二线、三线等输气管道大量使用国产X80高钢级螺旋焊管,由于国际上无大规模服役先例,目前X80螺旋焊管对接半自动环焊缝无专用失效评估曲线,也缺少断裂韧性值的研究。为此,采用国内在役X80管道环焊缝试样,考虑不同壁厚位置,进行全焊缝拉伸试验。根据拉伸试验结果采用选择2方法建立环焊缝的失效评估曲线。与通用失效评估曲线相比,X80输气管道环焊缝失效评估曲线横坐标截止线较短,说明环焊缝塑性相对常规材料较差,更有可能脆性失效。在接近屈服强度附近时,失效评估曲线较通用失效评估曲线陡,缺少过渡段,说明环焊缝更有可能突然失效。进行了实际壁厚环焊缝沿环向和沿壁厚方向的断裂韧性试验,试验结果显示,真实壁厚断裂韧性测试值为70.12 MPa·m 0.5,对比多种夏比冲击功与断裂韧性转换公式后发现,BS 7910-2013换算公式较为准确。

中俄东线天然气管道环焊缝断裂韧性设计

现场环焊缝的断裂韧性是保障管道环焊缝安全的重要因素,中国管道环焊缝的断裂韧性主要参照钢管管体焊缝的韧性指标,缺乏理论计算和技术支撑。基于断裂力学原理,采用英国标准BS7910-2013《金属结构裂纹验收评定方法指南》中基于适用性分析的工程临界评估方法,针对中俄东线天然气管道设计工况,通过环焊缝的应力水平和容许极限缺欠尺寸分析,计算得到能够保证焊缝不开裂的临界断裂韧性指标,并结合现行国内外相关标准的规定值,确定中俄东线天然气管道工程的环焊缝冲击功每组3个试样的平均吸收能应为50 J,单个试样的最小吸收能应为38 J。在保证管道环焊缝安全的前提下,降低了现场施工难度,并为今后类似工程环焊缝冲击功的确定提供了指导和借鉴。

在役X80输气管道环焊缝失效评估方法

西气东输二线、三线等管道建设中大量使用国产X80螺旋焊管,但国内外X80螺旋焊管尚无大规模服役先例,有关研究也较为匮乏。为此,选取国产在役X80输气管道环焊缝试样进行全焊缝拉伸试验,并建立环焊缝失效评估曲线:与通用失效评估曲线相比,环焊缝失效评估曲线横坐标截止线较短,说明环焊缝塑性相对常规材料较差,更有可能发生脆性失效;在屈服强度附近,失效评估曲线较通用失效评估曲线更陡,缺少过渡段,说明环焊缝更有可能突然失效。通过对实际壁厚环焊缝沿环向和沿壁厚方向的断裂韧性进行测试显示,实际壁厚断裂韧性测试值为70.12 MPa·m0.5,对比多种夏比冲击功与断裂韧性转换公式,发现BS 7910-2013《含缺陷金属结构可接受评价导则》换算公式较为准确。研究结果可为大口径、高钢级输气管道环焊缝的安全评定及平稳运行提供技术参考。