1、長輸管道制定、施工中的幾點安全問題 一、前言隨著管道輸送工藝的不斷發展，管道輸送以其輸送成本低、管理方便等優勢，在各個領域的應用越來越廣，在國民經濟發展中的作用越來越大，但由于管道工程投資大、建設周期長、整體性強，因此，管道安全問題顯得尤為重要。下面就談一談長輸管道制定、施工中的幾點安全問題。二、管道材質的選擇由于在相同管徑和輸送壓力下，選用高強度鋼材可以減少鋼材用量，進而降低管材的運輸、施工等費用。因此出于經濟角度合計，目前國內外在管材選擇上多使用高強度鋼材，如、等，但由于冶金，軋制等技術原因，目前高強度鋼管、尤其是這樣的超高壓力鋼管還存在著一定問題，一是產品質量控制難度大，在管材內部易出現

2、隱形缺陷，二是隨著強度的提升，管材韌性尤其是管材沖擊韌性的上平臺能值難以得到相應提升。這兩種因素的迭加，再加上管材在運輸和施工過程中造成的損傷，使得高強度管道發生延性斷裂的幾率大大增加。據有關資料統計，使用以上級管材的各級管道，均有管道發生過延性斷裂。因此對長輸管道而言，由于其管徑大、輸送距離長，管材內部缺陷、運輸施工損傷及焊縫缺陷漏檢幾率增大，再加上管道沿途不乏人口密集地區，輸送介質一般又為易燃易爆或有毒介質，這就對管道安全提出了更高的要求，因此，目前在管道材質選擇上應選用技術較為成熟、值較高、焊接工藝成熟的、級鋼管為宜。三、管道的斷裂與止裂年美國公司在對一條直徑毫米、材質的輸氣管道進行氣壓

3、試驗時，管道發生斷裂，斷裂長度為，裂源為一根管子在運輸過程中造成的損傷，起裂后，裂痕向兩邊擴大，一端碰到一個厚壁三通后止裂，另一端碰到一根韌性較大的管子而止裂。假設當時管道已投入運營，管內介質為有毒或易燃易爆氣體，發生這樣的斷裂，其災難性后果是可以想象的。因此，對材質等級較高的管道在制定時應合計管道裂痕失穩擴大的控制。管道斷裂可以分為脆性斷裂和韌性斷裂兩種。就脆性斷裂而言，隨著冶金技術水平的提升，目前象鋼其韌性形貌轉變溫度已達到零下攝氏度以下，在我國這樣的氣候條件下，一般不具備發生脆性斷裂的條件。但當管道的值較低時，在常溫下管道易發生韌性斷裂。近來的研究說明，雖然關于韌性斷裂，其裂痕擴大速度一

4、般只有米秒，而象天然氣等氣體的減壓波速度約為米秒，按照過去的理論，裂痕似乎應該止裂，但關于輸氣管道而言，因為在減壓波的后面，裂痕尖端處的輸送介質仍保留有一定的壓力，在氣體釋放過程中，由于氣體體積的快速膨脹，把能量傳給裂痕，如果在此溫度下材料的值較低，仍會造成裂痕的持續擴大。在裂痕處殘留的壓力越高裂痕擴大速度越快，并且隨著環向應力和管道直徑的增加，產生韌性斷裂失穩擴大的趨勢就越大，也就是說止裂越困難。尤其是近年來，出于管輸的經濟效益合計，對管徑、輸送壓力、管材強度等級的選取越來越高，在這樣的條件下，要防止管道韌性斷裂的發生，就對管材的韌性提出了更高的要求。例如，有關資料介紹，關于西氣東輸管道管道

5、材質為，管徑為毫米，壁厚為毫米，輸送介質為天然氣，要使其能自身止裂，其上平臺能應達到。可見，要達到這樣的韌性指標是很困難的，也是不經濟的。因此說，關于長輸管道，假設選用級以上的管材，應合計設置止裂裝置，如設置止裂環、間斷插入低強高韌性鋼管等，同時出于經濟合計，應依據不同的地區級別，確定經濟合理的止裂裝置設置間距。 四、地震活動斷層對管道的影響長輸管道輸送距離長，一般會經過多處活動斷層地帶，因此應在地質勘察的基礎上，結合國內外先進的抗震經驗，對穿越斷層段進行仔細的分析和研究，制定出可靠的抗震方案。近幾年來，美國橡樹嶺國家實驗室對穿越活動斷層的埋地管道做了大量的研究，在理論和解決措施上均取得了很大

6、成就，但由于地層活動的復雜性，目前也尚未完全解決這一問題，因此在穿越活動斷層埋地管道制定時還需在埋地管道抗震規范的基礎上，針對斷層具體狀況作進一步的探討。另外，為防止地層活動造成管道破壞采用有效的預防手段是非常必要的，如對活動斷層段的管道位移或應力變化進行監測，并將其納人管道控制之中，以便隨時掌握斷層活動狀況和管道安全狀況，保證管道運行安全。五、管道的質量檢驗管道質量的好壞不僅與管道壽命、經濟效益息息相關，而且直接關系著管道的運行安全，因此，對管道建設的制定、采購、施工等各個環節和工序均應進行嚴格的質量檢驗和控制。目前我國的長輸管道質量檢驗評定標準和施工規范中對制定、原材料檢驗以及各施工工序質

7、量的檢驗和控制均有了較為具體的規定，這里不再重復，但施工規范中對管道試壓檢驗的規定值得作進一步的探討。我國現行規范一般規定以液體作試壓介質時，試驗壓力取為管道制定工作壓力的倍，嚴密性試驗壓力為制定工作壓力，試壓分為分段試壓和整體試壓兩道工序。依據我國有關制定規范的規定，管道操作壓力一般取材料規定最低屈服極限的倍，也就是說強度試驗壓力相當于材料規定最低屈服極限的倍，應該說這樣的試驗壓力是偏低的。據有關資料統計，以材料實際屈服極限的倍這樣的應力水平進行試壓只能排除管道中的缺陷，再合計不同廠家供應的鋼材其實際屈服極限與規定值的差別，這樣一種靜態的試驗方法所排除的缺陷比例將更低。因此說，這樣的試驗方法

8、不是完全合適的。而使用目前國外應用較為廣泛的壓力容積圖這一動態控制手段，將試驗壓力控制在倍材料實際屈服極限之間更為科學。這樣一方面，據統計可以暴露出以上的有害缺陷，另一方面，對不同的管材均可適用。對試壓工序而言，由于長輸管道距離長、缺陷總量多，再加上缺陷暴露的先后有別，致使試壓時反復升壓降壓，這樣由于缺陷處裂痕擴大的積存，會使管材出現承壓能力逆轉現象，這就是很多管道試壓時，前幾次試驗壓力達到較高水平常才出現泄漏，但后面的試壓卻在較低壓力水平常出現泄漏的原因。因此，試壓時采納高試驗壓力、低試驗次數的試驗方法較為合理。具體的做法可以對管道分段進行強度試壓，因為此時管道長度短，缺陷總量少，可以有效降低升降壓次數。各段間連接的死口進行超聲波和射線探傷，取消整體強度試壓而只做整體嚴密性檢查。這樣可以節