長(zhǎng)輸管道材質(zhì)優(yōu)選與安裝質(zhì)量改善對(duì)策探討

史富娜

摘要：長(zhǎng)輸管道項(xiàng)目相比于其他的工程項(xiàng)目，整體性更強(qiáng)、投資也更大，因此在工程施工過(guò)程的材料設(shè)備選用、線路勘查設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢驗(yàn)以及施工后的運(yùn)行管理中都必須重視安全性能，保證其運(yùn)行的安全。

關(guān)鍵詞：油田長(zhǎng)輸管線；材質(zhì)選擇；地質(zhì)運(yùn)動(dòng)；止裂和斷裂

油田長(zhǎng)輸管線作為一種石油氣長(zhǎng)途輸送的技術(shù)，具有運(yùn)輸量大、成本低、安全性好、管理方便等優(yōu)點(diǎn)，因此油田長(zhǎng)輸管線工程在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，其在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中的作用也是越來(lái)越重要，但是由于長(zhǎng)輸管線工程又相比于其他工程項(xiàng)目建設(shè)周期更長(zhǎng)、投資規(guī)模更大、整體性更強(qiáng)。本文便從長(zhǎng)輸管道材質(zhì)的選擇、斷層對(duì)長(zhǎng)輸管道的影響、長(zhǎng)輸管道的止裂和斷裂以及長(zhǎng)輸管道施工中的質(zhì)量檢驗(yàn)四個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的探析，從而詳細(xì)的論述了長(zhǎng)輸管道施工中的常見(jiàn)問(wèn)題與改善對(duì)策。

1長(zhǎng)輸管道材質(zhì)選擇

長(zhǎng)輸管道在相同的輸送壓力和相同的管徑尺寸的情況下，選用強(qiáng)度越高的鋼材則施工時(shí)的剛才用量就會(huì)越少，這樣便降低了管材施工以及運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用，從而降低了施工的成本。所以目前在國(guó)內(nèi)外的長(zhǎng)輸管道工程中大多數(shù)施工企業(yè)都是選擇高強(qiáng)度的鋼材的，由于高強(qiáng)度鋼材的軋制和冶金的過(guò)程的技術(shù)要求更高，因此這樣的高強(qiáng)度的壓力鋼管在施工使用的過(guò)程中也是存在著一定的安全問(wèn)題的。首先這種高強(qiáng)度鋼材的質(zhì)量控制的難度是很大的，施工的過(guò)程中稍有不慎管材的內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)隱形的質(zhì)量缺陷；另外，隨著鋼材強(qiáng)度的不斷提高，管材的韌性并不能夠同時(shí)得到相應(yīng)的提高，所以這兩中不利因素的疊加再加上長(zhǎng)輸管線在施工和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中難以避免的會(huì)出現(xiàn)損傷的現(xiàn)象，就導(dǎo)致了高強(qiáng)度的鋼材管道施工時(shí)發(fā)生延性斷裂的概率相應(yīng)的提高。因此，在進(jìn)行管道材質(zhì)的選擇時(shí)，應(yīng)選擇技術(shù)最為成熟的，安全性最佳的管道鋼材。

2地質(zhì)運(yùn)動(dòng)對(duì)長(zhǎng)輸管道的影響

由于長(zhǎng)輸管道的輸送距離是很長(zhǎng)的，因此長(zhǎng)輸管道的施工過(guò)程中必然會(huì)經(jīng)過(guò)活動(dòng)斷層的地帶，所以在長(zhǎng)輸管道施工前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的地質(zhì)勘查的過(guò)程，同時(shí)還應(yīng)結(jié)合過(guò)往項(xiàng)目工程的先進(jìn)的抗震經(jīng)驗(yàn)，對(duì)斷層地帶進(jìn)行詳細(xì)的研究和分析，對(duì)斷層地帶的施工結(jié)構(gòu)制定出可靠且安全的抗震方案。近些年來(lái)，各國(guó)都在對(duì)穿越地震活動(dòng)斷層的長(zhǎng)輸管道工程進(jìn)行相應(yīng)的研究，并且在理論和解決措施上已經(jīng)取得了一定的研究成果。但是底層的活動(dòng)始終是具有突發(fā)性和復(fù)雜性的，要想完全的解決這一問(wèn)題也是不可能的，在對(duì)穿越地震活動(dòng)斷層的管道工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《埋地長(zhǎng)輸管道抗震規(guī)范》的要求，還應(yīng)視斷層區(qū)域不同的狀況作出不同的分析。另外施工時(shí)采取一定的預(yù)防措施對(duì)于防止底層活動(dòng)破壞管道也是有很重要的作用的，預(yù)防措施如對(duì)活動(dòng)斷層區(qū)域的應(yīng)力變化以及管道位移進(jìn)行即時(shí)的監(jiān)測(cè)，這樣就可以隨時(shí)的掌握管道的安全狀況和斷層的活動(dòng)情況，使管道處于可控的范圍內(nèi)，確保管道施工后投入使用的運(yùn)行安全。

3長(zhǎng)輸管道施工中的質(zhì)量檢驗(yàn)

管道質(zhì)量的好壞不但關(guān)系著施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和管道的使用壽命，而且也對(duì)管道的運(yùn)行的安全性有著重要的影響，因此在管道施工的過(guò)程中進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和檢驗(yàn)的工作是很重要的，其中管道試壓過(guò)程中的質(zhì)量檢驗(yàn)工作更是至關(guān)重要。根據(jù)我國(guó)相關(guān)規(guī)范的要求，試壓的介質(zhì)通常都采用液體，嚴(yán)密性的試壓壓力為設(shè)計(jì)時(shí)的壓力，分段試壓和整體試壓為試壓階段的兩道工序。進(jìn)行試壓時(shí)，管道的操作的壓力一般為管材材料的最低屈服極限的0.72倍，由于試驗(yàn)的壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.25倍左右，則強(qiáng)度試驗(yàn)的壓力為管材最低屈服極限的0.9倍左右，但是實(shí)際上以管材最低屈服極限的0.9倍作為強(qiáng)度試驗(yàn)的壓力是不夠的，這樣的壓力水平最多只能排除管道中30%左右的缺陷，而且管材材料的供應(yīng)廠家所供應(yīng)的材料與理想中屈服極限的值肯定是有一點(diǎn)差距的，采用這種排除質(zhì)量缺陷的方法是不完全合適的。根據(jù)現(xiàn)在比較流行的容積壓力圖的控制數(shù)據(jù)計(jì)算，將試驗(yàn)的壓力和材料的屈服極限取相同的數(shù)值時(shí)，排除質(zhì)量的缺陷的方法是較為合理的。這樣就能夠排除60%以上的質(zhì)量缺陷，同時(shí)這種方法適用于各種類型的鋼材。在對(duì)管道進(jìn)行試壓時(shí)采用低試驗(yàn)次數(shù)和高試驗(yàn)壓力的方法是較為合理的。首先當(dāng)管道缺陷總量少并且距離短時(shí)，應(yīng)先分段進(jìn)行強(qiáng)度試壓，這樣可以避免反復(fù)升壓降壓的次數(shù)過(guò)多。用整體嚴(yán)密性檢查的方法替代整體強(qiáng)度試壓的過(guò)程，在各個(gè)連接部位的死口出應(yīng)進(jìn)行射線探傷和超聲波檢測(cè)，這樣可以更多的暴露質(zhì)量缺陷，防止因反復(fù)升壓降低損傷管道，還可以降低試壓過(guò)程的費(fèi)用和成本。

4長(zhǎng)輸管道的止裂和斷裂

裂紋會(huì)逐漸向兩邊延伸，一端碰到韌性較大的管子會(huì)止裂，另一端碰到厚壁三通后止裂。如果這個(gè)管道是實(shí)際施工的工程，則管道內(nèi)的有毒介質(zhì)和易燃易爆的介質(zhì)會(huì)漏出到空氣中，造成的災(zāi)難性后果也是極其嚴(yán)重的，因此在設(shè)計(jì)管道時(shí)還應(yīng)考慮到對(duì)管道裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的控制。韌性斷裂和脆性斷裂是管道斷裂的兩種常見(jiàn)的形式，當(dāng)鋼材CNN值降低時(shí)，鋼材是可以發(fā)生韌性斷裂的，由于韌性斷裂的裂紋速度是要小于氣體的減壓波的速度的，所以裂紋應(yīng)該是止裂的。但對(duì)于長(zhǎng)輸管道這種特殊的工程，裂紋尖端處輸送介質(zhì)在減壓波的后面仍是具有一定的壓力的，氣體釋放時(shí)，體積快速膨脹機(jī)會(huì)把能量傳遞給裂紋，而CNN值又在較低的情況下，裂紋就會(huì)繼續(xù)擴(kuò)展，裂紋的擴(kuò)展速度同時(shí)也是隨著壓力的增加而加快的，伴隨著管道直徑的增加和環(huán)向應(yīng)力的加大，韌性斷裂失穩(wěn)擴(kuò)展的現(xiàn)象就會(huì)越來(lái)越明顯了。所以當(dāng)長(zhǎng)輸管道項(xiàng)目選擇X65級(jí)以上的管材時(shí)，設(shè)置止裂的裝置是很重要的，常見(jiàn)的止裂裝置有間斷插入高韌性低強(qiáng)度鋼管和止裂環(huán)等，同時(shí)根據(jù)管道項(xiàng)目在不同的地區(qū)的級(jí)別，止裂裝置的間距也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行更為的經(jīng)濟(jì)并且合理的設(shè)置。

5結(jié)束語(yǔ)

油田長(zhǎng)輸管線作為一種石油氣長(zhǎng)途輸送的技術(shù)，具有運(yùn)輸量大、成本低、安全性好、管理方便等優(yōu)點(diǎn)，因此油田長(zhǎng)輸管線工程在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，其在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中的作用也是越來(lái)越重要。目前油氣長(zhǎng)輸管道常用的焊接方法有焊條電弧焊、藥芯焊絲半自動(dòng)焊和實(shí)心焊絲氣體保護(hù)自動(dòng)焊，故針對(duì)不同焊接方法及不同焊接坡口形式，需要制定焊接材料設(shè)計(jì)用量計(jì)算方法，滿足精細(xì)化設(shè)計(jì)的要求。