长输管道设计、施工中的几点安全问题(2021).docx

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1、长输管道设计、施工中的几点安全问题(2021)Security technology is an industry that uses security technology to provide security servicesto society. Systematic design, service and management.(安全管理)单位：姓名：日期：编号：AQ-SN-0804特种设备技术 I Special Equipment Technology 特种设备长输管道设计、施工中的几点安全问题(2021)说明：安全技术防范就是利用安全防范技术为社会公众提供一种安全服务的产 业。

2、既然是一种产业，就要有产品的研制与开发，就要有系统的设计、工程的 施工、服务和管理。可以下载修改后或直接打印使用。随着管道输送工艺的不断发展，管道输送以其输送成本低、管 理方便等优势，在各个领域的应用越来越广，在国民经济发展中的 作用越来越大，但由于管道工程投资大、建设周期长、整体性强， 因此，管道安全问题显得尤为重要。下面就谈一谈长输管道设计、 施工中的几点安全问题。二、管道材质的选择由于在相同管径和输送压力下，选用高强度钢材可以减少钢材 用量，进而降低管材的运输、施工等费用。因此出于经济角度考虑, 目前国内外在管材选择上多使用高强度钢材，如X 6 5、X 7 0、 X 8 0等，但由于冶金

3、，轧制等技术原因，目前高强度钢管、尤其特种设备技术 I Special Equipment Technology 特种设备是X8 0这样的超高压力钢管还存在着一定问题，一是产品质量控 制难度大，在管材内部易出现隐形缺陷，二是随着强度的提高，管 材韧性尤其是管材冲击韧性的上平台能 CNN值 难以得到相应 提高。这两种因素的迭加，再加上管材在运输和施工过程中造成的 损伤，使得高强度管道发生延性断裂的几率大大增加。据有关资料统计，使用X6 0以上级管材的各级管道，均有管 道发生过延性断裂。因此对长输管道而言，由于其管径大、输送距 离长，管材内部缺陷、运输施工损伤及焊缝缺陷漏检几率增大，再 加上管道沿

4、途不乏人口密集地区，输送介质一般又为易燃易爆或有 毒介质，这就对管道安全提出了更高的要求，因此，目前在管道材 质选择上应选用技术较为成熟、CNN值较高、焊接工艺成熟的X 6 0、X 6 5级钢管为宜。三、管道的断裂与止裂1 9 6 0年美国Transwes tern公司在对一条直径 7 6 2毫米、材质X 5 2的输气管道进行气压试验时，管道发生断 裂，断裂长度为1 3 km,裂源为一根管子在运输过程中造成的损特种设备技术 I Special Equipment Technology 特种设备伤，起裂后，裂纹向两边扩展，一端碰到一个厚壁三通后止裂，另 一端碰到一根韧性较大的管子而止裂。若当时管

5、道已投入运营，管 内介质为有毒或易燃易爆气体，发生这样的断裂，其灾难性后果是 可以想象的。因此，对材质等级较高的管道在设计时应考虑管道裂 纹失稳扩展的控制。管道断裂可以分为脆性断裂和韧性断裂两种。就脆性断裂而言, 随着冶金技术水平的提高，目前象X7。钢其韧性形貌转变温度已 达到零下4 0摄氏度以下，在我国这样的气候条件下，一般不具备 发生脆性断裂的条件。但当管道的CNN值较低时，在常温下管道 易发生韧性断裂。近来的研究表明，虽然对于韧性断裂，其裂纹扩 展速度一般只有6 02 5 0米/秒，而象天然气等气体的减压波 速度约为4 0 0米/秒，按照过去的理论，裂纹似乎应该止裂，但 对于输气管道而言

6、，因为在减压波的后面，裂纹尖端处的输送介质 仍保留有一定的压力，在气体释放过程中，由于气体体积的快速膨 胀，把能量传给裂纹，如果在此温度下材料的CNN值较低，仍会 造成裂纹的继续扩展。在裂纹处残留的压力越高裂纹扩展速度越快,特种设备技术 I Special Equipment Technology 特种设备并且随着环向应力和管道直径的增加，产生韧性断裂失稳扩展的趋 势就越大，也就是说止裂越困难。尤其是近年来，出于管输的经济 效益考虑，对管径、输送压力、管材强度等级的选取越来越高，在 这样的条件下，要防止管道韧性断裂的发生，就对管材的韧性提出 了更高的要求。例如，有关资料介绍，对于西气东输管道

7、管道材 质为X 7 0 ,管径为10 16毫米，壁厚为1 9毫米，输送介质为 天然气，要使其能自身止裂，其上平台能应达到1 5 4 J。可见, 要达到这样的韧性指标是很困难的，也是不经济的。因此说，对于长输管道，若选用X6 5级以上的管材，应考虑 设置止裂装置，如设置止裂环、间断插入低强高韧性钢管等，同时 出于经济考虑，应根据不同的地区级别，确定经济合理的止裂装置 设置间距。四、地震活动断层对管道的影响长输管道输送距离长，一般会经过多处活动断层地带，因此应 在地质勘察的基础上，结合国内外先进的抗震经验，对穿越断层段 进行仔细的分析和研究，制定出可靠的抗震方案。特种设备技术 I Special

8、Equipment Technology 特种设备近几年来，美国橡树岭国家实验室对穿越活动断层的埋地管道 做了大量的研究，在理论和解决措施上均取得了很大成就，但由于 地层活动的复杂性，目前也尚未完全解决这一问题，因此在穿越活 动断层埋地管道设计时还需在埋地管道抗震规范的基础上，针 对断层具体情况作进一步的探讨。另外，为防止地层活动造成管道破坏采取有效的预防手段是非 常必要的，如对活动断层段的管道位移或应力变化进行监测，并将 其纳人管道控制之中，以便随时掌握断层活动情况和管道安全状况, 确保管道运行安全。五、管道的质量检验管道质量的好坏不仅与管道寿命、经济效益息息相关，而且直 接关系着管道的运行

9、安全，因此，对管道建设的设计、采购、施工 等各个环节和工序均应进行严格的质量检验和控制。目前我国的长 输管道质量检验评定标准和施工规范中对设计、原材料检验以及各 施工工序质量的检验和控制均有了较为详细的规定，这里不再重复, 但施工规范中对管道试压检验的规定值得作进一步的探讨。特种设备技术 I Special Equipment Technology 特种设备我国现行规范一般规定以液体作试压介质时，试验压力取为管 道设计工作压力的1. 2 5倍，严密性试验压力为设计工作压力， 试压分为分段试压和整体试压两道工序。根据我国有关设计规范的 规定，管道操作压力一般取材料规定最低屈服极限的0 . 7 2

10、倍， 也就是说强度试验压力相当于材料规定最低屈服极限的0 . 9倍， 应该说这样的试验压力是偏低的。据有关资料统计，以材料实际屈 服极限的0 . 9倍这样的应力水平进行试压只能排除管道中25 %3 0 %的缺陷，再考虑不同厂家供应的钢材其实际屈服极限 与规定值的差别，这样一种静态的试验方法所排除的缺陷比例将更 低。因此说，这样的试验方法不是完全合适的。而使用目前国外应 用较为广泛的压力一一容积图这一动态控制手段，将试验压力控制 在0 . 9 51. 0倍材料实际屈服极限之间更为科学。这样一方 面，据统计可以暴露出6 0 %以上的有害缺陷，另一方面，对不同 的管材均可适用。对试压工序而言，由于长

11、输管道距离长、缺陷总量多，再加上 缺陷暴露的先后有别，致使试压时反复升压降压，这样由于缺陷处特种设备技术 I Special Equipment Technology 特种设备裂纹扩展的积累，会使管材出现承压能力逆转现象，这就是很多管 道试压时，前几次试验压力达到较高水平时才出现泄漏，但后面的 试压却在较低压力水平时出现泄漏的原因。因此，试压时采用高试验压力、低试验次数的试验方法较为合 理。具体的做法可以对管道分段进行强度试压，因为此时管道长度 短，缺陷总量少，可以有效降低升降压次数。各段间连接的死口进 行1 0 0 %超声波和射线探伤，取消整体强度试压而只做整体严密 性检查。这样可以节省试压时间和费用，有效暴露管道的有害缺陷, 同时避免多次升降压对管道造成损伤。六、结束语长输管道工程投资大、整体性强，因此在工程线路勘察设计、 材料设备选用、施工及将来的运行管理中应充分考虑管道的安全性 能，以确保其运行安全，为国民经济的发展发挥出应有的作用。xxx图文设计本文档文字均可以自由修改