油气管道断裂扩展及止裂技术研究.pdfVIP

第 45卷第 2期 2016年 2月 当 代 化 工 Vo1．45．N0．2 ContemporaryChemicalIndustry February，2016 油气管道断裂扩展及止裂技术研究 王 旭 (中国石油大学 (北京)北京 102249) 摘 要：近年来我国油气管道发展迅猛，同时也伴随着种种隐患，其中断裂及裂纹扩展问题复杂而多变， 引起的后果也尤为严重。简述了油气管道断裂的内在原因及外在影响因素。介绍了在管道断裂方面的国内的研 究现状及进展，也阐述了在裂纹扩展以及断裂控制领域国内的研究成果。为管道断裂 、裂纹扩展及止裂问题的 进一步研究，提供了参考。 关 键 词：管道断裂；裂纹扩展；止裂 中图分类号：TE832 文献标识码 ：A 文章编号： 1671—0460(2016)02—0332—04 TheTechnologyStatusofFracturePropagation andCrackArrestofPipelines WANGXv (ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China) Abstract：Inrecentyears，thepipelinesofoilandgasdevelopedrapidl~ butavarietyofriskswereaccompanied． Fracture and crack propagation in pipelinesare complex na d changeable，which can causeparticularly serious consequences．In thispaper，underlyingcausesandoutsidefactorstocausetheoiland gaspipelineruputreswere described，theresearch stautsand progressin termsofpipelineruputreswerealso introduced，and theresearch achievementsinthefieldofcrackpropagationandfracutrecontrolweresummarized． Keywords：PitIelinefracture；Crackpropagation；Crackarrest 油气管道从制造到施工以及工作运行中，很难 裂纹为源 ，在较低 的应力水平下(通常不 超过材料 免会产生一些裂纹。究其原因： 的屈服强度)，在无塑性变形或只有微小塑性变形的 (1)材料本身：母材分层夹渣。 情况下裂纹急速扩展。在出现宏观裂纹后裂纹的扩 (2)管道加工：焊接焊缝。 展速度迅速上升到某个极限速度 ，大约可达声波在 (3)施工过程 ：表面机械损伤，现场焊接。 该材料中传播速度的三分之一。在多晶体材料中， (4)运行过程 ：腐蚀、裂纹扩展。 断裂是沿着各个晶体内部的解理面产生的．但由于 管道上的裂纹随着时间和环境变化扩展，当扩 材料中各个晶体及解理面的方向是变化的，因而断 展到一定情况，达到起裂条件时，扩展则会失稳， 裂表面在外观上呈现粒状。脆性断裂有时主要沿晶 速度猛增 (取决于材料的性质和温度)，破坏巨大。 界产生，因而称为晶间断裂。脆性断口较平齐，且 这种破坏在输气管道中尤为明显，在管内高压气体 与正应力相垂直，断口附近的截面，在厚度 上的收 作用下，管道一旦破裂将扩展绵延数百米甚至上