油气长输管道延迟裂纹原因分析及预防

延迟裂纹是管道的一种严重缺陷,具有延迟性,一般在焊接完成之后的数小时、数天或更长时间内出现,其出现一般为突发出现,无明显征兆,可导致管道的突然开裂.因此,延迟时间的不确定性对长输管道运行安全埋下重大隐患.本文通过对延迟裂纹的原因进行分析探讨,提出有效的预防控制措施,对高质量的进行管线施工和保证输送管线的可靠运行,具有一...     

管道斜接环焊缝适用性评价

斜接引起的应力集中效应致使斜接环焊缝比普通环焊缝更加危险,因此需进一步明确在役管道超标（斜接角度≥3°）斜接环焊缝的适用性。总结对比了现行斜接环焊缝（缺陷）评价标准,推荐采用SY/T 6477—2017 《含缺陷油气管道和强度评价方法》标准评价无缺陷斜接环焊缝,分别采用修正的米勒（Miller）方法和BS 7910:2019 《金属结构裂纹验收评定方法指南》标准评价含体积型缺陷和平面型缺陷斜接环焊缝,并将斜接导致的弯曲应力作为附加载荷考虑。通过有限元分析及全尺寸压力爆破试验明确了斜接与缺陷对于环焊缝失效的影响,评估了评价方法适用性及保守性。研究表明：纯内压作用下,内压导致的环向应力主导了无缺陷斜接管的失效,但随着斜接角度的增大,应力集中效应逐渐突显;压力试验数据验证了标准中斜接评价方法适用范围（斜接角度≤10°）的合理性;斜接和缺陷的存在导致钢管抵抗均匀变形能力及承压能力下降,对于含缺陷（尤其平面型缺陷）斜接,当斜接角度较小时,缺陷会成为环焊缝失效的主要致因。     

管道环焊缝半自动焊与自动焊技术对比分析

近年来我国的管道环焊缝焊接越来越多地使用了以半自动焊和自动焊为主的焊接工艺。从焊接原理、焊接材料、焊接设备、焊接坡口、管口组对、焊接施工以及施工组织、焊接质量控制、经济效益等几个方面总结分析了半自动焊工艺和自动焊工艺的适用性及其优缺点。并指出。随着管道建设用管线钢管强度等级的不断提高,以及管道建设长度、钢管强度等级、管径和壁厚的不断增大．为了环焊缝焊接的高质量和高效率,未来的管道建设将会越来越多地使用熔化极气保护自动焊技术。     

X80管线钢焊缝横向冷裂纹G-BOP试验研究

为了确定X80管线钢焊缝横向冷裂纹敏感性影响因素,选用焊缝横向冷裂纹G-BOP（gapped bead-on-plate）试验方法,利用有限元分析计算平板焊缝应力集中部位,在模拟极端的环境温度、湿度以及预热温度的情况下,观察实际平板对接焊缝表面裂纹情况。试验结果显示,X80管线钢横向裂纹对环境湿度、温度以及预热温度不敏感。研究表明,利用这种简便、经济、实用的小型试验方法研究焊缝横向冷裂纹敏感性,对指导实际生产将起重要作用,并可为X80管线钢管环焊工艺的制定提供指导。     

含埋藏裂纹缺陷X80长输管线的安全评定

应用GB／T 19624-2004对含埋藏裂纹缺陷的长输管线进行安全评定,评定过程中选取了4种不同壁厚的X80管段进行简化评定,绘制出了失效评定图并给出了容限裂纹尺寸。基于GB／T 19624-2004中的简化评定,开发出了含埋藏裂纹缺陷的长输管线安全评定系统,该软件减少了安全评定过程中计算的工作量,提高了长输管线的安全评定工作效率,降低了评定的难度。     

X80M钢级螺旋埋弧焊管焊缝冲击韧性控制措施

为了提高X80M钢级螺旋埋弧焊管焊缝的冲击韧性,研究了Ni和N元素含量对焊缝冲击韧性的影响及冷却速度与焊缝冲击韧性的关系,通过相关焊接试验得出:在合理范围内增加细化焊缝晶粒和促进形成针状铁素体的元素、控制固溶强化和沉淀强化的元素,可有效改善焊缝韧性;冷却速度过慢,将在高温下生成粗大的铁素体,不能得到均匀的针状铁素体,所以合理控制冷却速度,也是提高焊缝韧性的有效措施。     

X80管线钢环焊缝的焊接工艺研究

以目前在我国管道建设中使用的最高钢级X80管线钢为研究对象,采用焊接工艺试验、力学性能测试及显微分析技术研究了CO2气体保护焊工艺下X80管线钢焊接接头的性能和热影响区的组织变化规律。结果表明:采用设计的工艺参数对X80管线钢进行焊接,X80管线钢母材及其焊接接头的显微组织均为针状铁素体和晶内针状铁素体,可以得到合格的焊接接头,能够满足管道建设工程的需要。     

宝鸡钢管X80环焊缝焊丝试验成功

【本刊讯】前不久,经过前期的工艺性能、力学性能和焊丝熔敷金属等试验,宝鸡石油钢管有限责任公司研制的X80环焊缝焊丝,各项性能均能满足标准要求,试验获得成功。     

基于应变的管道环焊缝表面裂纹有限元分析

现行的管道设计标准大多遵循传统的基于应力的设计准则,当管材出现屈服和应变强化时,准则便不再适用。为此,建立了内压作用下三维管道环焊缝缺陷仿真模型,采用基于应变的设计方法对其承载能力进行了分析,探讨了其影响参数的变化规律,计算了不同管径时管道的拉应变极限和失效压力。分析结果表明:材料韧性越好,裂纹尖端抗开裂性能越好,在管道设计施工中应合理选择焊材与管材的强度及韧性匹配;相比于管道尺寸,裂纹缺陷尺寸对管道承载能力的影响更大,尤其是缺陷深度。所得结论可为管道环焊缝缺陷完整性评估提供理论指导。     

X80钢管道焊接技术

X80钢的焊接方法包括焊条电弧焊、药芯焊丝半自动焊、熔化极气体保护自动焊以及上述焊接方法的组合.其中焊条电弧焊主要用于主线路返修和连头的焊接,药芯焊丝半自动焊和熔化极气体保护自动焊主要用于主线路焊接.X80钢的预热温度主要通过理论计算、斜Y型坡口焊接裂纹试验和插销冷裂纹试验三种方法确定.X80钢填充和盖面焊接,当采用半自动或全自动焊接时和X70钢的焊接方法相同.如果采用低匹配进行X80钢焊接,焊缝会产生应变,因而需要焊缝具有更高的韧性以防止在缺陷处产生裂纹,所以焊接材料和母材金属采用高匹配.     

西气东输冀宁支线X80管线钢焊接工艺

在西气东输冀宁支线,X80管线钢首次正式投入工业性应用。文章叙述了X80管线钢的化学成分、力学性能,并重点介绍了采用全自动焊和手工焊的焊接材料及焊接工艺。实践证明,针对X80管线钢的全自动焊和手工焊方法所选择的焊接材料和制定的焊接工艺是合理的,完全达到预期效果。全自动焊缝AUT检测一次合格率达97.27%,RT检测一次合格率达95.96%,手工焊缝检测一次合格率达97%。     

管道环焊缝冷裂纹试验方法研究

国内外常用评定冷裂纹敏感性的试验方法有20多种,选择其中的斜Y形坡口试验、刚性拘束裂纹试验(RRC试验)和里海试验进行分析对比。通过对这3种冷裂试验方法拘束度的有限元计算以及管道对接环焊缝拘束度的模拟计算,得出以下结论:1同种材料、同样焊接工艺条件下,斜Y形坡口试验和平板对接试验焊缝拘束度远大于管道对接环焊缝的拘束度;2里海试验拘束度的大小与开槽的长度有关,槽越深,拘束度越小;同种材料、同样焊接工艺条件下,通过改变里海试样开槽长度可以模拟实际管道的拘束情况。     

长输管道不等厚焊缝应力集中分析

国内外对大口径、高钢级、高压力等级长输管道不等厚焊缝结构的研究相对较少。从应力集中的角度对管道不等厚焊缝结构进行受力分析,并通过计算得出不同结构参数变化对焊缝应力集中的影响程度。分析结果表明：采用有限元法和两点线性外插法计算管道不等厚焊缝的热点应力和应力集中系数,验证了模型的可行性;通过归一化处理后,可更加直观地对比焊缝不同结构参数对焊根处轴向应力和应力集中的影响;壁厚比对焊缝应力集中的影响远大于焊缝宽度、焊缝余高和焊缝过渡角,应重点关注高壁厚比结构的风险管段;管道不等厚焊缝处的应力集中在弯曲状态下将二次恶化,需及时管控此类风险。所得结论可为管道企业对长输管道的日常管理活动提供数据参考与风险警示。     

基于应力设计的管道环焊缝缺陷评估

为了更为准确地评估基于应力设计管道环焊缝的缺陷尺寸,利用C#语言开发了管线钢管环焊缝宽板拉伸试验预制预测评估系统,基于国际上通用的焊缝缺陷评定规范API 1104,采用水平一(图表法)和水平二(失效评定图法)分别在不同的输入参量下对X80管线钢管进行了安全评定。结果表明,水平一(图表法)的评估结果更为保守,会低估管道的安全裕度;水平二(失效评定图法)的评估结果具有更好的工程实用性。     

长输管道焊缝无损检测监督要点

文章针对长输管道焊缝无损检测工作的特点,对工程质量监督机构在工程检测过程中开展工程质量监督工作的一些监督要点进行了总结,指出了监督检查中常见的质量问题,并对做好长输管道焊缝无损检测监督工作提出了相应的建议.     

长输管道现场焊接冷裂纹的预防和控制

本文基于导致长输管道现场焊接冷裂纹产生的三大因素的分析，从氢源、钢的淬硬组织和应力的控制等三个方面提出了防止冷裂纹产生的途径，对优化焊接线能量和预热温度等工艺措施进行了讨论。     

X70输气管道对接环焊缝开裂原因分析

某X70输气管线在进行环焊缝隐患排查时,发现1处环焊缝存在裂纹缺陷。通过宏观形貌分析、无损检测、力学性能试验、金相分析、扫描电镜及能谱分析等对失效环焊焊缝进行了试验分析。结果表明,环焊缝的抗拉强度、夏比冲击韧性和弯曲性能等均符合SY/T 0452—2021标准的要求。裂纹断口表面呈黑褐色,为高温氧化后的形貌。裂纹尖端存在沿晶裂纹,因而该裂纹应是在焊接过程中产生,具有焊接热裂纹的特征。裂纹内存在非金属异物,经过能谱分析,其成分主要为Na、Mg、Al、Si、Ti和Mn等元素,判断该非金属异物为焊接药皮产生的熔渣。管道对接环焊缝中的裂纹是在焊接过程中形成,焊缝金属中存在焊接药皮产生的焊渣,在应力的作用下,该裂纹在内焊趾处应力较大的部位扩展后形成开裂裂纹。     

天然气长输管道裂纹的无损检测方法

随着天然气管道铺设越来越多，输送气体压力不断提高，在役天然气管道的安全运行问题受到广泛关注。在管道腐蚀缺陷无损检测技术较为成熟后，天然气管道检测技术的研究重点逐渐转到如何对裂纹缺陷更有效、更准确的检测上。针对天然气长输管道裂纹检测的技术特点和难点，综述了天然气长输管道裂纹缺陷的无损检测方法及其发展趋势，重点分析电磁超声、远场涡流和漏磁检测等方法的特点和不足，探讨利用激光超声和磁致伸缩方法检测天然气长输管道裂纹的可行性，并介绍现有裂纹类缺陷检测信号的定量解释方法和存在的问题，指出加强具有自主知识产权的长输管道裂纹检测技术研究，探索裂纹缺陷定量评价方法的重要性。     

基于应变的高钢级管道环焊缝适用性评价

现行管道设计标准大多遵循传统的基于应力的设计准则,当管材出现屈服和应变强化时,基于应力的设计准则便不再适用。为了有效开展基于应变的高钢级管道环焊缝适用性评价,需要解决驱动力的应变表征和失效准则确定两个关键问题。通过对含环焊缝根部裂纹的高钢级管道进行有限元分析,得到基于应变的裂纹扩展驱动力,研究了缺陷尺寸、强度匹配及压力等因素对环焊缝应变能力的影响;对比分析了两种管道环焊缝断裂失效准则并明确其适用性。分析结果表明：缺陷尺寸不仅影响裂纹扩展阻力,而且影响裂纹扩展的驱动力,裂纹深度较长度对基于应变裂纹驱动力的影响更为明显;高匹配焊接的环焊缝具备更强的应变能力,承载能力也相应增强;错边和变壁厚等根部不连续会削弱环焊缝的承载能力;基于裂纹失稳扩展失效准则评价的是极限应变能力,对环焊缝的断裂韧度要求很高,建议选择基于断裂韧度准则的评价方法。所得结论可为高钢级管道环焊缝应变能力评估提供技术参考。