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含腐蝕坑缺陷懸空管道的安全研究

文檔作者：趙瀟朱亞明廖飛龍史振靈文檔來(lái)源： 1．西南石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院2．中國(guó)石油天然氣管道局；3．中石油川慶鉆探公司618000；4．長(zhǎng)江大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年07月17日
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含腐蝕坑缺陷懸空管道的安全研究
趙瀟 ，朱亞明 ，廖飛龍 ，史振靈
(1．西南石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，四川成都 610500；2．中國(guó)石油天然氣管道局，河北廊坊
065000；3．中石油川慶鉆探公司安全環(huán)保質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院，四川德陽(yáng)618000；4．長(zhǎng)江大學(xué)
工程技術(shù)學(xué)院，湖北荊州434020)
摘要：以西一線甘肅段某天然氣管線為工程背景，由于土壤長(zhǎng)期對(duì)管道腐蝕性影響及不良地質(zhì)作
用，含有腐蝕缺陷管道意外產(chǎn)生懸空。利用ASME B31G，DNV RP—F101標(biāo)準(zhǔn)和PCORRC方法對(duì)
在役含腐蝕坑缺陷懸空管道中允許的腐蝕坑缺陷尺寸進(jìn)行了確定?；趹?yīng)變失效準(zhǔn)則，建立管道
在不同地區(qū)的失效判別標(biāo)準(zhǔn)，借助Abaqus有限元分析軟件，研究含腐蝕坑缺陷懸空管道的失效位
置及腐蝕坑缺陷的長(zhǎng)度和深度對(duì)管道應(yīng)力、應(yīng)變、位移和對(duì)管道的安全、極限懸空長(zhǎng)度的影響，結(jié)果
表明，腐蝕缺陷深度系數(shù)對(duì)管道影響較大，當(dāng)深度系數(shù)k I>0．4后，管道的安全和極限懸空長(zhǎng)度急
劇減小，管道極易發(fā)生失效。
關(guān)鍵詞：懸空管道；腐蝕缺陷；應(yīng)變失效準(zhǔn)則；深度系數(shù)
中圖分類(lèi)號(hào)：TH49；TQ055．8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1001-4837(2015)01—0045—07
doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2015．01．006
Security Research of Pipeline with Corrosion
Defects in Suspended State
ZHAO Xiao ，ZHU Ya—ming ，LIAO Fei—long ，SHI Zhen—ling
(1．College of Mechanical and Electronic Engineering，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，
China；2．China Petroleum Pipeline Bureau，Langfang 065000，China；3．Technique Inspection Academe，
SPA，Deyang 618000，China；4．School of Engineering Technology，Yangtze University，Jingzhou 434020，
China)
Abstract：Taking a segment of Gansu part of W est—East Gas Pipeline as the engineering background．
Due to the long term impact of soil on the causticity of pipeline and the effects of unfavorable geology ，the
pipeline with corrosion defects have suspended unexpectedly．Using standard ASME B3 1 G．DNV RP—
FIO1 and PCORRC method on dangling pipeline with corrosion pit containing defects in service to deter—
mine allowable corrosion pit defect size．Different parts of the failure criteria is set up by criterion based
on the strain failure．With Abaqus，containing corrosion pit defect of suspended pipeline tress，strain，dis—
placement，safety and limit suspended length of pipeline on the influence of the depth，length corrosion
flaws and failure position is discussed．Results show that the corrosion depth coeficient have a great influ—
ence on pipeline．After the depth coefficient kl t>0．4，the safety and limit suspended length of pipeline
decreases sharply，pipe prone to failure．
Key words：suspended pipeline；corrosion pit；strain failure；depth coeficient
· 45 ·
CPVT 含腐蝕坑缺陷懸空管道的安全研究
0 引言
長(zhǎng)輸埋地壓力管道在受到自然災(zāi)害的破壞
時(shí)，極易導(dǎo)致管道懸空。管道意外懸空后受到拉
伸、壓縮、彎曲、剪切等荷載的作用，可能會(huì)發(fā)生塑
性變形，引起局部屈曲、褶皺等形式的破壞 J。
隨著管線腐蝕老化問(wèn)題的日益嚴(yán)重，管道懸空段
可能含有各種腐蝕缺陷，而導(dǎo)致懸空管道進(jìn)一步
引發(fā)裂紋、管內(nèi)介質(zhì)泄漏、燃爆等嚴(yán)重災(zāi)害事故。
目前，對(duì)懸空管道的研究主要是針對(duì)不同自
然災(zāi)害的因素，比如洪水沖刷、地震災(zāi)害、風(fēng)載荷
等，而對(duì)懸空管道的管體缺陷的研究甚少。針對(duì)
長(zhǎng)輸油氣管道懸空的理論和管道常見(jiàn)的腐蝕坑缺
陷，研究這些缺陷失效位置以及對(duì)懸空管道失效
長(zhǎng)度的影響，為埋地油氣管道的維護(hù)和搶修作業(yè)
提供理論依據(jù)、完善管道的完整性管理，對(duì)埋地油
氣管道的安全運(yùn)行具有重要的意義。
1 壓力管道腐蝕缺陷參數(shù)的計(jì)算
采用西一線甘肅段管道工況對(duì)腐蝕坑缺陷的
分析。我國(guó)甘肅地區(qū)地表的鹽漬土對(duì)混凝土和鋼
管具有強(qiáng)腐蝕性，且土壤呈堿性，使管道防腐層的
電阻率變化率很高，由于土壤是十分復(fù)雜的的電
解質(zhì)，易引起管線外腐蝕。在對(duì)含腐蝕坑缺陷的
懸空壓力管道進(jìn)行研究時(shí)，需要確定腐蝕坑缺陷
的深度和長(zhǎng)度。對(duì)于腐蝕管道缺陷參數(shù)，作以下
設(shè)定：k 表示腐蝕坑缺陷深度的系數(shù)，沿管道壁
厚方向；k 表示腐蝕坑缺陷長(zhǎng)度的系數(shù)，沿管道
軸向方向。
k1=a／t (1)
k2=l~(50Dt) (2)
式中a，f——腐蝕缺陷深度、長(zhǎng)度，mm
t，D—— 管道壁厚、外徑，mm
對(duì)腐蝕坑缺陷的深度確定時(shí)，ASME B31G，
DNV RP—F101標(biāo)準(zhǔn)和PCORRC方法是比較有代
表性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法。文獻(xiàn)[4—5]通過(guò)對(duì)不
同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法的對(duì)比，得出對(duì)X60以上中高
強(qiáng)度鋼腐蝕管道的失效壓力計(jì)算時(shí)，采用DNV
RP—FIO1標(biāo)準(zhǔn)和PCORRC方法要更準(zhǔn)確些。文
中在對(duì)腐蝕坑缺陷的深度確定時(shí)，采用了DNV
RP—F101標(biāo)準(zhǔn)和PCORRC方法。
． 46 ．
1．1 ASME B31G標(biāo)準(zhǔn)
該標(biāo)準(zhǔn)的失效壓力p，表達(dá)式 J：
= ( ) (3j )
式中 —— 流變應(yīng)力，MPa
— — F0lias膨脹系數(shù)，無(wú)量綱
與屈服強(qiáng)度 有如下關(guān)系：
or= +68．95 (4)
按下式取值：
當(dāng) 2 ≤1時(shí)：
= ~／l+31．375k2 一8．4375k2 (5)
當(dāng)五2 >1時(shí)：
M =1．6k2 +3．3 (6)
1．2 DNV RP—F101標(biāo)準(zhǔn)
該標(biāo)準(zhǔn)的失效壓力表達(dá)式 ]：
2to-6 1一k1 ，
p， 麗 ‘ 1)、
式中 ——管材的抗拉強(qiáng)度，MPa
p— — 長(zhǎng)度校正系數(shù)，無(wú)量綱
Q的表達(dá)式如下：
Q=√1+0．3l(z／ D￡) (8)
1．3 PCORRC方法
PCORRC(Pipeline Corrosion Criterion)方法是
由美國(guó)Battlle實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)。PCORRC方法的公式
如下 J：
” 卜exp(-0． 7志 I
(9)
式中 — — 管道半徑，mm
1．4 缺陷參數(shù)的確定
ASME B31G標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：缺陷最大許可深度為
壁厚的80％ ，深度小于壁厚的10％ 的缺陷可以忽
略不計(jì)。由西一線甘肅段管道數(shù)據(jù)并結(jié)合上述的
確定方法，在長(zhǎng)度系數(shù)k =0．3488時(shí)，可得到不
同深度系數(shù)k 下的失效壓力，如表1所示。
表1 不同深度系數(shù)下的失效壓力
深度系數(shù)k． O．5 O．6 O．7 0．8
DNV RP—F101標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的 11
失效壓力／MPa ． 8 1O．3 8．58 6．32
PCORRC方法計(jì)算的 l1
失效壓力／MPa ． 95 l0．69 9．14 7．13
第32卷第1期 壓 力 容 器 總第266期
實(shí)際工況管道工作壓力為10 MPa，結(jié)合表1
可知，當(dāng)深度系數(shù)k，=0．7和k1=0．8時(shí)，在1O
MPa的工作壓力下，管道已失效。當(dāng)k =0．6時(shí)，
X70管道的工作壓力接近DNV RP—F101標(biāo)準(zhǔn)計(jì)
算的失效壓力10．3 MPa。管線的安全運(yùn)營(yíng)中，可
能存在最大缺陷深度系數(shù)為0．5。當(dāng)k ≤1時(shí)，腐
蝕坑為短缺陷；當(dāng)k >1時(shí)，腐蝕坑為長(zhǎng)缺陷，長(zhǎng)
度系數(shù)的最大值取到1．0465。缺陷參數(shù)取值如
表2所示。
表2 缺陷參數(shù)取值
缺陷參數(shù) 取值
kl 0．2，0．3，0．4，0．5
0．1163，0．2326，0．3488，0．4651，0．5814k ，
2 0
． 6977，0．8140，1．0465
2 基于應(yīng)變的失效判據(jù)
基于許用應(yīng)力的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為管道安全運(yùn)行提
供了很好的保障。但是，隨著管材性能的不斷提
高，管道還能滿足輸送要求，在這種情況下，基于
應(yīng)力的判別標(biāo)準(zhǔn)就顯得過(guò)于保守，放寬管道的失
效判據(jù)成為趨勢(shì) 。。。管道意外懸空后，管道受
到自身及油氣重力或額外受到其他外載荷作用
下，導(dǎo)致管道產(chǎn)生較大的彎曲。管道要適應(yīng)曲率
的變化，管道應(yīng)變由彎曲曲率決定，而不是通過(guò)計(jì)
算應(yīng)力來(lái)獲得管道應(yīng)變，這時(shí)采用基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)
就更為合適。
2．1 拉伸應(yīng)變
當(dāng)管道存在缺陷時(shí)，拉伸應(yīng)變達(dá)到或超過(guò)極
限值，可能導(dǎo)致管道斷裂。為了防止管道在外載
荷或者綜合作用下，導(dǎo)致管道拉斷失效，拉伸應(yīng)變
應(yīng)滿足以下因子化的載荷一阻力設(shè)計(jì)公式[1 ：
，≤咖 占 “ (1 0)
式中 ，— — 環(huán)向或縱向的因子化拉伸應(yīng)變，無(wú)
量綱
咖 —— 拉伸應(yīng)變的阻力因子，無(wú)量綱，可
取0．7
crit
— — 管道的拉伸極限應(yīng)變，由試驗(yàn)確
定，需考慮缺陷、焊縫及熱影響
區(qū)，而現(xiàn)場(chǎng)管道無(wú)法進(jìn)行拉伸試
驗(yàn)，此時(shí)拉伸應(yīng)變極限取值
0．75％，海底管線取值為2％【12]
文中 crit取0．75％ ， 取0．7，代人式(1O)，得
到按照上式建立的拉伸應(yīng)變臨界值為0．525％。拉
裂極限一般使用彈性和塑性相結(jié)合的方法。其中，
DNV—OS—F101(2000) 規(guī)定累計(jì)塑性應(yīng)變超過(guò)
0．3％時(shí)，需進(jìn)行工程臨界評(píng)價(jià)(ECA)；累計(jì)塑性應(yīng)
變超過(guò)2．0％ 時(shí)，不僅需要進(jìn)行工程臨界評(píng)價(jià)
(ECA)，還需要滿足材料的其他附加要求。
2．2 不同地區(qū)基于應(yīng)變的失效判別標(biāo)準(zhǔn)
GB 50251-2003《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)
范》¨ 中規(guī)定了根據(jù)管道通過(guò)地區(qū)沿線的人口和
建筑物的密集程度，將安全設(shè)計(jì)系數(shù)劃分為4個(gè)
等級(jí)。因此輸氣管道的失效判別標(biāo)準(zhǔn)在各穿越地
區(qū)有所不同，根據(jù)設(shè)計(jì)系數(shù)計(jì)算出各地區(qū)失效判
別標(biāo)準(zhǔn)，如表3所示。
表3 輸氣管道在不同地區(qū)的失效判別標(biāo)準(zhǔn)
一地 區(qū)等級(jí) 級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 四級(jí)
地區(qū) 地區(qū) 地區(qū) 地區(qū)
安全懸空長(zhǎng)度對(duì)應(yīng) 0
．的應(yīng)變值／％ 3 0．25 0．2083 0．1667
極限懸空長(zhǎng)度對(duì)應(yīng) 0
的應(yīng)變值／％ ．525 0．4375 O．3646 0．2917
3 含腐蝕坑缺陷懸空管道仿真分析
隨著有限元理論不斷成熟，以有限元模擬為
主的腐蝕管道研究廣泛展開(kāi)，而且被證明是一種
可靠的分析技術(shù)¨ 。采用Abaqus軟件進(jìn)行有
限元分析，對(duì)管道進(jìn)行網(wǎng)格劃分，管體采用三維4
點(diǎn)減縮殼單元(S4R)，土體采用8節(jié)點(diǎn)線性減縮
積分單元(C3D8R)。由于缺陷形狀復(fù)雜，分析中
需要簡(jiǎn)化，文中用矩形坑來(lái)模擬腐蝕缺陷。管一
土接觸部分和缺陷處網(wǎng)格劃分比較密集，遠(yuǎn)離管
道處的土體單元相對(duì)稀疏。根據(jù)理論，無(wú)限長(zhǎng)位
移為0，因此應(yīng)選取一定長(zhǎng)度的土體設(shè)定土體端
軸向位移為0，經(jīng)計(jì)算，土體長(zhǎng)度為懸空管道長(zhǎng)度
的1／2時(shí)的長(zhǎng)度可以滿足要求，設(shè)定土體表面
(上表面和內(nèi)表面除外)全約束，管體兩端全約
束。管一土接觸類(lèi)型為面對(duì)面接觸，設(shè)定管體外
表面為主表面，土體與管道接觸的表面為從表面，
． 47 ．

第32卷第1期
深度系數(shù)
(a) 懸空長(zhǎng)度5O
深度系數(shù)
(a) k．=O．2
懸空長(zhǎng)度／m
(c) k】=O．4
圖3
壓 力 容 器
深度系數(shù)
(b) 懸空長(zhǎng)度100 m
懸空長(zhǎng)度／m
(b) k =0．3
懸空長(zhǎng)度／m
不同深度系數(shù)時(shí)，懸空長(zhǎng)度對(duì)極值應(yīng)力應(yīng)變的影(d響) k f=0 ． 5
總第266期
· 49·
uJ、齡 ， 、
肇 茸
g＼ 苗＼
姜
＼ ＼
善R
暑＼ ＼斟
譬、 邋
＼
要R
含腐蝕坑缺陷懸空管道的安全研究 V01．32 No．1 20l5
當(dāng)腐蝕坑缺陷深度增大到k =0．4時(shí)，管中
腐蝕坑缺陷處的應(yīng)變變化很大，當(dāng)管道懸空段長(zhǎng)
度為90 m時(shí)，該處應(yīng)變達(dá)到最大值0．4953％ ，也
說(shuō)明此深度系數(shù)下，管中腐蝕坑缺陷對(duì)懸空管道
的失效長(zhǎng)度影響開(kāi)始變大。當(dāng)k，=0．5時(shí)，隨著
管道懸空段長(zhǎng)度的增加，管道的失效位置均在腐
蝕坑缺陷處。
3．2 腐蝕缺陷長(zhǎng)度的影響
3．2．1 腐蝕坑位于懸空段管端的仿真結(jié)果分析
為了研究長(zhǎng)度系數(shù)與應(yīng)力應(yīng)變位移之間的關(guān)
系，取懸空段長(zhǎng)度為5O，80，100，150 m，對(duì)腐蝕坑
位于懸空段管段時(shí)進(jìn)行模擬。
山
由
長(zhǎng)度系數(shù)
(a) 懸空段長(zhǎng)度50 m
(c) 懸空段長(zhǎng)度100 nl
g
、
漤
，
、
制
＼
，
q
、
由圖4可以看出，在懸空長(zhǎng)度為50 m和80
nl時(shí)，管線始終處于彈性階段；懸空長(zhǎng)度為100 m
和150 m時(shí)，管道均進(jìn)入塑性階段，此時(shí)隨著長(zhǎng)度
系數(shù)的增加，應(yīng)力和位移變化很小。懸空管道從
無(wú)缺陷狀態(tài)進(jìn)入有缺陷狀態(tài)，應(yīng)變急劇增加，但隨
著缺陷長(zhǎng)度的增加，應(yīng)變值在逐漸減小。這是因
為在管道懸空段長(zhǎng)度不變的情況下，當(dāng)腐蝕坑長(zhǎng)
度沿管道軸向增加時(shí)，腐蝕坑內(nèi)處于危險(xiǎn)截面內(nèi)
的面積相對(duì)較小，使得管道壁厚減薄的區(qū)域增加，
管道的承載能力減小，管道承載力的減小要比管
道剛度的減小要快，因此導(dǎo)致了管道腐蝕坑區(qū)域
內(nèi)最大應(yīng)變?cè)跍p小，最大應(yīng)力也隨之緩慢減小。
善300
j
0
凸一
芝300
j
0
應(yīng)力
／ ／ — — ～ — 一
．
—
／
變 ．
|
位移
●
長(zhǎng)度系數(shù)
(b) 懸空段長(zhǎng)度80 in
一 應(yīng)力 一
一 、
_～
／ 移
●
(d) 懸空段長(zhǎng)度150m
圖4 不同懸空長(zhǎng)度下，應(yīng)力應(yīng)變位移與長(zhǎng)度系數(shù)關(guān)系
3．2．2 腐蝕坑位于懸空段管中的仿真結(jié)果分析
通過(guò)有限元分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)懸空段長(zhǎng)度不大于
100 m時(shí)，不論腐蝕坑缺陷長(zhǎng)度大小，管道上最大
量
、
漤
，
～
量
～
，
冰
＼
制
應(yīng)力和應(yīng)變均位于管中腐蝕坑缺陷處，最大位移
在管道懸空段管中，隨著腐蝕坑缺陷長(zhǎng)度增大，此
處應(yīng)力應(yīng)變也隨之增大。當(dāng)腐蝕坑位于懸空段管
第32卷第1期 壓 力 容 器 總第266期
中，長(zhǎng)度系數(shù)k =0．1163和k：=1．0465時(shí)，管道
管中和管端的最大Mises應(yīng)力和最大應(yīng)變與管道
懸空長(zhǎng)度之間的關(guān)系曲線如圖5所示。長(zhǎng)度系數(shù)
k =1．0465時(shí)管中腐蝕坑處出現(xiàn)的極值應(yīng)力應(yīng)
日
山
=
4 結(jié)論
變要比k =0．1163時(shí)大，但不同長(zhǎng)度系數(shù)下管中
最大應(yīng)力均未超過(guò)500 MPa，且最大應(yīng)變均未超
過(guò)0．3％。腐蝕坑缺陷在懸空段管中時(shí)，對(duì)懸空
管道的失效長(zhǎng)度影響較小。
西
山
(b) k2=1．0465
圖5 不同長(zhǎng)度系數(shù)時(shí)，懸空長(zhǎng)度對(duì)最大應(yīng)力應(yīng)變的影響曲線
利用ASME B31G，DNV RP—FIO1標(biāo)準(zhǔn)和
PCORRC方法對(duì)在役含腐蝕坑缺陷管道中允許的
腐蝕坑缺陷尺寸進(jìn)行了確定，這對(duì)準(zhǔn)確建立含缺
陷懸空管道模型是可靠的。
基于應(yīng)變失效準(zhǔn)則，建立了管道在不同地區(qū)
的失效判別標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)管道變形量較大時(shí)，還應(yīng)該采
用大撓度理論進(jìn)行驗(yàn)證校核。按照基于應(yīng)力建立
的含缺陷懸空管道失效準(zhǔn)則不能準(zhǔn)確反映管道實(shí)
際安全狀態(tài)，從應(yīng)變分析角度得出的結(jié)論對(duì)管道
懸空下沉過(guò)程中的力學(xué)行為、管道的安全狀態(tài)分
析具有切實(shí)的幫助。
腐蝕坑深度對(duì)含缺陷管道意外懸空后安全運(yùn)
營(yíng)的影響比腐蝕坑長(zhǎng)度的影響大，當(dāng)深度系數(shù)
k I>0．4后，管道的安全和極限懸空長(zhǎng)度急劇減
小，缺陷尺寸大于該深度尺寸時(shí)，管道極易發(fā)生失
效；腐蝕坑缺陷位于管段時(shí)要比位于管中對(duì)懸空
管道的失效影響大，對(duì)于懸空管道，應(yīng)重點(diǎn)防護(hù)埋
地段與懸空管段交界范圍處。
參考文獻(xiàn)：
[1] 馬廷霞，吳錦強(qiáng)，唐愚，等．成品油管道的極限懸空
長(zhǎng)度研究[J]．西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，
2012，34(4)：165—173．
[2] 羅金恒，趙新偉，王峰會(huì)，等．地質(zhì)災(zāi)害下懸空管道
的應(yīng)力分析及計(jì)算[J]．壓力容器，2006，23(6)：23
— 26．
[3] 王滬毅．輸氣管線在地質(zhì)災(zāi)害中的力學(xué)行為研究
[D]．西安：西北工業(yè)大學(xué)，2003：1～5．
[4] 崔銘偉，曹學(xué)文．不同鋼級(jí)腐蝕管道剩余強(qiáng)度分析
方法的對(duì)比[J]．油氣儲(chǔ)運(yùn)，2012，31(7)：486—490．
[5] 王翔，趙東風(fēng)．不同級(jí)別腐蝕管道剩余強(qiáng)度評(píng)估方
法對(duì)比研究[J]．腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2013，
25(1)：85—88．
[6] ASME B31G一1991，Manual for Determining the Re—
maining Strength of Corroded Pipelines[S]．American
Society of Mechanical Engineer，1991．
[7] DNV RP—FIO1，Recommended Practice RP—FIO1
Corroded Pipelines[S]．DNV，1999．
[8] Stephens D R，Leis B N．Development of an alternative
criterion for residual strength of corrosion defects in
moderate—to high —toughness pipe[C]／／Proc．Int．
Pipeline Conf．2000：781—792．
[9] 高建，王德國(guó)，何仁洋，等．基于應(yīng)變的懸空管道性
能分析[J]．管道技術(shù)與設(shè)備，2011(6)：13—15．
[10] 劉冰，劉學(xué)杰，張宏．基于應(yīng)變的管道設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
[J]．天然氣工業(yè)，2008，28(2)：129—131．
[1 1] Canadian Standards Association．CSA Z662—07，Oil
and Gas Pipeline Systems[S]．Canada：Ontario，
2007．
【下轉(zhuǎn)第56頁(yè))
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CPVT 接管內(nèi)壁鈷基合金堆焊層上裂紋的修復(fù) V01．32 No．1 2015
內(nèi)最大溫差≤65 c【=；
(2)熱處理時(shí)采用經(jīng)校準(zhǔn)的熱電偶監(jiān)測(cè)溫度
(接管內(nèi)外均布4個(gè)熱電偶)；
(3)升降溫期間，加熱區(qū)內(nèi)任意長(zhǎng)度內(nèi)的溫
差不得大于120 oC。
5．6 熱處理后檢查
熱處理后對(duì)堆焊表面進(jìn)行100％lrf檢測(cè)，I
級(jí)合格，未發(fā)現(xiàn)裂紋。硬度檢測(cè)均超過(guò)HRC40，
滿足了堆焊表面硬度要求。
6 N1B接管焊接
N1A接管返修合格后，對(duì)另一接管N1B與簡(jiǎn)
體進(jìn)行組焊，考慮到1．3節(jié)裂紋產(chǎn)生情況，作了如
下改進(jìn)。
(1)基層焊接采用．1507 4,3．2 mm小直徑手
工焊焊條，焊接參數(shù)見(jiàn)表5。每道施焊前，測(cè)量溫
度，待溫度≤150℃ ，方可焊接下一道。
表5 基層焊接參數(shù)
項(xiàng)目 焊條牌號(hào) 焊條直徑／mm 焊接電流／A 電弧電壓／V 焊接速度／mm·rain 道問(wèn)溫度／℃
數(shù)值 J507 擊3．2 80～110 20～24 70～16O ≤l50
(2)因接管堆焊后縮口導(dǎo)致接管與簡(jiǎn)體裝配
時(shí)間隙過(guò)大，將筒體側(cè)坡口基層部分堆焊5～6
mill，重新加工坡口后，再與接管焊接，以減少裝配
后焊接填充量。
(3)對(duì)接管相貫線采用砂輪打磨。
N1B接管焊后對(duì)接管內(nèi)壁進(jìn)行全面積Iyr檢
測(cè)，未發(fā)現(xiàn)裂紋。
7 結(jié)論
通過(guò)對(duì)NIA接管裂紋的產(chǎn)生原因分析、返修
工藝的逐步改進(jìn)以及后續(xù)施焊N1B接管的成功，
說(shuō)明：鈷基堆焊對(duì)預(yù)熱溫度、加熱形式、工藝執(zhí)行
的要求都比較嚴(yán)格。
在本次裂紋的修復(fù)過(guò)程中，改進(jìn)了部分工藝
措施，將局部預(yù)熱改為整體預(yù)熱，同時(shí)注重焊接參
數(shù)控制，加強(qiáng)道問(wèn)溫度控制，從而避免裂紋的
產(chǎn)生。
此次修補(bǔ)工藝的成功，對(duì)鈷基合金堆焊層上
裂紋的修復(fù)，獲得了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)，值得同行
借鑒。
參考文獻(xiàn)
[1] 鄧鍵．鈷鉻鎢堆焊硬質(zhì)合金[J]．焊接，1975(1)：39—40．
[2] 劉建州，劉玉英，鈷鉻鎢堆焊層在渣罐中的應(yīng)用
[J]．化工設(shè)備與管道，2011，48(1)：64—66．
[3] 郭曉春．鎖斗錐體帶極堆焊工藝[J]．焊接技術(shù)，
2012，41(2)：23—25．
[4] 金蓓華．鉆基合金的堆焊[J]．江西能源，2oo4(2)：27—29。
[5] 徐曉，顏波，張河清．閥門(mén)堆焊產(chǎn)生氣孔和裂紋原因
的分析[J]．焊接，2000(5)：24—26．
[6] 尤廣偉，董安霞．鉆基硬質(zhì)合金的堆焊【J]．壓力容
器，2007，24(8)：55—58．
[7] 李克欣．蒸汽管線裂紋分析[J]．化工設(shè)備與管道，
2014，51(2)：64—66．
[8] 張玉龍，李剛．裙座與殼體連接形式為圓弧過(guò)渡的
全復(fù)合板焦炭塔的制造[J]．壓力容器，2014，
31(2)：59—63．
收稿日期：2014—11—21 修稿日期：2014—12—18
作者簡(jiǎn)介：何建波(1963一)，男，高級(jí)工程師，主要從事壓
力容器制造及石油化工工程管理工作，通信地址：315103
浙江省寧波市高新區(qū)院士路660號(hào)中石化寧波工程有限
公司，E—mail：hejb．snee@sinopec．com。
(上接第51頁(yè))
[12] DNV．Offshore Standard OS—F101．Submarine Pipe—
line Systems[S]．2000．
[13] GB 50251-2003，輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．
[14] 崔銘偉，曹學(xué)文．腐蝕缺陷對(duì)中高強(qiáng)度油氣管道失
效壓力的影響[J]．石油學(xué)報(bào)，2013，33(6)：1086—
1092．
[15] 彭劍，周昌玉，薛吉林，等．含多局部減薄缺陷壓力
． 56 ·
管道的安全評(píng)定方法討論[J]．壓力容器，20t0，
27(5)：21—25．
收稿日期：2014—10—07 修稿日期：2015一叭一06
作者簡(jiǎn)介：趙瀟(1990一)，男，主要從事長(zhǎng)輸管道力學(xué)行
為相關(guān)研究工作，通信地址：610500四川省成都市新都區(qū)
新都大道8號(hào)西南石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，E—mail：
309272974@ qq．COtll

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