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目前关于管线钢管技术的若干热点问题有哪些
发表于:2020-02-19 16:49:13

   通过对近几届国际管道大会有关论文的研读,结合我国管线钢管技术发展的实际情况,对当前管线钢管技术若干热点问题进行了分析和总结。详细分析了输气管道断裂控制技术,电阻焊管的完整性管理、质量改进及管道选材,X80高强度焊管的应用等情况,并给出了今后我国管线钢管技术发展方面的建议,指出我国虽然在输气管道延性断裂控制的理论和实践方面取得了重大进展,但在管道脆性断裂控制方面的研究才刚刚起步,还需要加强;在二氧化碳输送管道止裂韧性预测方面急需开展相关研究;应开展HFW焊管质量的企业协作研究,提高对HFW焊接机理的认识和质量控制水平。


   两年一度在加拿大卡尔加里市举办的国际管道大会(IPC)是国际管道界展示管道技术最新进展的盛会。会议期间举行了数十场报告会,涉及管道安全管理、项目管理与设计、施工与环保、管道完整性管理、运行、监控与维护、材料与连接、基于应变设计、风险与可靠性分析、北海管道等专题。会议发布的大量论文,全面反映了国际管道技术的最新进展,引领了国际管道技术的发展方向。浙江宏盛特钢有限公司通过对近几届国际管道大会有关论文的研读,结合我国管线钢管技术发展的实际情况,对其中若干热点问题进行了分析和总结,并对管线钢管的选材和应用提出了建议,供同行参考借鉴,以促进我国管线钢管技术的发展。


  断裂控制始终是输送管道安全关注的首要问题,断裂控制涉及管道的脆性和延性断裂启裂以及脆性和延性断裂扩展的控制技术。著名的华人学者朱先奎先生指出:40多年前开发的启裂控制方法经过有限的改进后至今仍在使用。只要使管道运行在管线钢韧脆转变温度以上的温度,或脆性断裂阻力大于断裂驱动力的情况下,通常可以避免脆性断裂,但延性断裂扩展仍是有可能发生的。因此,延性断裂扩展控制获得了更多的关注,并且已经开发出不同的控制方法。然而,对于X80及以上钢级高强度管线钢,还没有一个普遍适用的天然气管道延性断裂扩展控制方法,仍需要开发新的控制技术或方法。


  2018年卡尔加里国际管道大会上,欧洲管线研究组织(EPRG)发布了关于管线钢止裂韧性的推荐意见(第三版),将输气管道的延性断裂控制技术予以文件化和规范化。其适用条件为:最高压力至10MPa,最大钢管直径1422.4 mm,最高钢级L555(API SPEC 5L X80),设计系数最高为0.8的输送贫天然气的新建管道。与第二版相比,管道最高压力从8MPa提高到10MPa,最大设计系数从0.72提高到0.8。第三版还给出了贫气的定量定义表,但其适用的最高工作压力为10MPa,最低设计温度为0℃。如果满足该表中的所有条件,则将气体定义为贫气,如果不满足该表中的任何条件,则将其定义为富气。该推荐意见给出了3个表格,分别对应于不同的设计系数0.675、0.72和0.8。最低韧性要求是基于使用贫气的边界减压曲线和巴特尔双曲线模型(TCM)结合Leis 1997和Eiber 2008a、b修正系数进行计算得出的。在此范围内的输气管道可以通过查表直接确定管线钢管的止裂韧性要求,而不必再进行修正。


  但应该注意的是,当止裂韧性计算值大于200J时,韧性推荐表中不给出具体要求值。在这些情况下,应采用巴特尔双曲线模型结合Leis 1997和Eiber 2008a、b修正系数确定止裂韧性。如果计算的止裂韧性大于200J,建议进行全尺寸断裂扩展试验。如果已有过一次或几次几何尺寸、钢级和韧性相似的试验,或者一些其他适当的断裂扩展测试或分析,可以证明计算出的韧性值足以阻止长程延性断裂,则可能不需要进行全尺寸爆破试验。从上可知,当从推荐韧性表中查不到止裂韧性要求时,意味着其止裂韧性可能大于200J,仍然需要进行断裂控制方案的研究和制定。因此,该推荐意见具有很大的局限性。