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【摘要】自改革开放以来,我国国民经济取得了举世瞩目的辉煌成就。先后建成了西气东输天然气管道、陕京二线天然气管道、兰(州)-郑(州)-长(沙)成品油管道等长距离,高压力,大口径的长输管道项目;包括在建的西气东输三线工程也在热火朝天的建设中。长输管道正在飞速的发展过程中,进而石油工业化的发展也日趋加快。与空运,铁路运输、公路运输等方式相比较,管道运输最经济适用并便于管理。但在管道工程建设周期长,造价高,资源投入多,施工难度大,各种风险因素多。因此加强长输管道在施工过程中存在的问题不容忽视。下面,我们就针对长输管道施工中注意的问题展开讨论,并对整改方案进行探究。
关键词:长输管道、因素、措施
中图分类号:TQ547.8+1
一、 突出因素
1) 因素一工程材料运输难度:长输管道建设需要的工程材料除了防腐管外涉及到的材料及其构配件数量多、规格型号复杂。且质量重,体积大,运输路线长。尤其是甲供设备材料很多为海外招标采购,到货周期时间长。另加上路途遥远,地形复杂,需多次倒运才能到达施工场地;
2) 问题二防腐管质量问题:在管道试压时不同程度出现过“爆管”事故,例:兰郑长成品油管道9标段庆阳支线在试压时出现的螺旋管焊缝开裂、11标段螺旋管焊缝开裂、中缅油气管道若开山段安区段油管线在推水过程中出现的爆管等;严重影响了施工质量和业主的投产计划;目前我国生产的钢管主要是螺旋埋弧焊钢管,就现在钢管在长输管道施工中的应用而言,超高压力钢管自身质量还存在一些薄弱环节。例如,钢管的CNN值不能得到相应的提高、钢管质量没有得到很好的控制等。
二、 消减措施
1.1根据施工合同和EPC总承包商上报的施工计划及总体部署,和设计图纸指定的规格型号,制定物资采购计划;
1.2派驻专业驻场监造入驻生产厂家或者委托专业监理工程师驻场监造;督促材料供应商生产合格产品;
1.3切实落实质量“三检制”加强关键工序的质量控制工作;
1.4供应商制定专项运输方案,根据施工计划采取切实可行的措施将工程材料及构配件运抵施工现场;
2.0根据设计要求选择满足规范标准的材质
2.1目前国内外在管材选择上多使用高强度钢材,如X65、X70、X80等,但由于冶金,轧制等技术原因,目前高强度钢管、尤其是X80这样的超高压力钢管还存在着一定问题,一是产品质量控制难度大,在管材内部易出现隐形缺陷,二是随着强度的提高,管材韧性尤其是管材冲击韧性的上平台能CNN值 难以得到相应提高。这两种因素的迭加,再加上管材在运输和施工过程中造成的损伤,使得高强度管道发生延性断裂的几率大大增加。
据有关资料统计,使用X60以上级管材的各级管道,均有管道发生过延性断裂。因此对长输管道而言,由于其管径大、输送距离长,管材内部缺陷、运输施工损伤及焊缝缺陷漏检几率增大,再加上管道沿途不乏人口密集地区,输送介质一般又为易燃易爆或有毒介质,这就对管道安全提出了更高的要求,因此,目前在管道材质选择上应选用技术较为成熟、CNN值较高、焊接工艺成熟的X60、X65级钢管为宜。
2.2防止钢管断裂
管道断裂可以分为脆性断裂和韧性断裂两种。就脆性断裂而言,随着冶金技术水平的提高,目前象X70钢其韧性形貌转变温度已达到零下40摄氏度以下,在我国这样的气候条件下,一般不具备发生脆性断裂的条件。但当管道的CNN值较低时,在常温下管道易发生韧性断裂。近来的研究表明,虽然对于韧性断裂,其裂纹扩展速度一般只有60~250米/秒,而象天然气等气体的减压波速度约为400米/秒,按照过去的理论,裂纹似乎应该止裂,但对于输气管道而言,因为在减压波的后面,裂纹尖端处的输送介质仍保留有一定的压力,在气体释放过程中,由于气体体积的快速膨胀,把能量传给裂纹,如果在此温度下材料的CNN值较低,仍会造成裂纹的继续扩展。在裂纹处残留的压力越高裂纹扩展速度越快,并且随着环向应力和管道直径的增加,产生韧性断裂失稳扩展的趋势就越大,也就是说止裂越困难。尤其是近年来,出于管输的经济效益考虑,对管径、输送压力、管材强度等级的选取越来越高,在这样的条件下,要防止管道韧性断裂的发生,就对管材的韧性提出了更高的要求。例如,有关资料介绍,对于西气东输管道工程主干线钢管材质为X70,管径为1016毫米,壁厚为14.6~22.5毫米,输送介质为天然气 ,要使其能自身止裂,其上平台能应达到154J。
因此说,对于长输管道,应考虑设置止裂装置,如设置止裂环、间断插入低强高韧性钢管等,同时出于经济考虑,应根据不同的地区级别,确定经济合理的止裂装置设置间距。
2.3加强管道质量检验
我国现行规范一般规定以液体作试压介质时,试验压力取为管道设计工作压力的1.25倍,严密性试验压力为设计工作压力,试压分为分段试压和整体试压两道工序。根据我国有关设计规范的规定,管道操作压力一般取材料规定最低屈服极限的0.72倍,也就是说强度试验压力相当于材料规定最低屈服极限的0.9倍,应该说这样的试验压力是偏低的。据有关资料统计,以材料实际屈服极限的0.9倍这样的应力水平进行试压只能排除管道中25%~30%的缺陷,再考虑不同厂家供应的钢材其實际屈服极限与规定值的差别,这样一种静态的试验方法所排除的缺陷比例将更低。因此说,这样的试验方法不是完全合适的。而使用目前国外应用较为广泛的压力——容积图这一动态控制手段,将试验压力控制在0.95~1.0倍材料实际屈服极限之间更为科学。这样一方面,据统计可以暴露出60%以上的有害缺陷,另一方面,对不同的管材均可适用。
2.4达到节能环保
在长输管道施工之前要进行环境保护之间的相关检查,经过审核批准之后再开始进行施工。进行施工的过程中要保证符合环境保护条款,按照规定进行工程建设。一旦出现问题,要进行上报,而后讨论解决方案,进行整改,需要采取停工措施的要书面上报情况,从而切实保障施工安全问题。在长输管道施工期间,我们要注意到经济的节约,还要做到材料节能环保,再就是施工过程中的节能环保,要做到保护环境,不随意破坏施工周围环境,施工过程中的垃圾要分开处理,统一进行回收。
四、 结语
长输管道是国家能源安全的重要保证,由于运送的介质压力高、具有可燃性,而且这个项目涉及很广的地域性,因此一旦出现运输物质的泄漏,后果将不堪设想。所以我们在施工过程中要做好材料的选备、施工路线的勘探、施工的运行方案等等,这些都是保证长输管道施工质量的关键步骤。只有做好充分的准备,我们才能能施工顺利的进行。
相关文献:
[1]漆平;我国石油管道防腐技术取得新突破[J];炼油技术与工程;2011年04期
[2]王力;南桐矿区井下穿孔施工用钻头选型及应用[J];中国产业;2011年04期
[3]张范辉;油气长输管道风险评估研究[D];中国海洋大学;2008年
[4]贺明,天然气长输管道施工技术浅析,中国井矿盐,2012年02期
关键词:长输管道、因素、措施
中图分类号:TQ547.8+1
一、 突出因素
1) 因素一工程材料运输难度:长输管道建设需要的工程材料除了防腐管外涉及到的材料及其构配件数量多、规格型号复杂。且质量重,体积大,运输路线长。尤其是甲供设备材料很多为海外招标采购,到货周期时间长。另加上路途遥远,地形复杂,需多次倒运才能到达施工场地;
2) 问题二防腐管质量问题:在管道试压时不同程度出现过“爆管”事故,例:兰郑长成品油管道9标段庆阳支线在试压时出现的螺旋管焊缝开裂、11标段螺旋管焊缝开裂、中缅油气管道若开山段安区段油管线在推水过程中出现的爆管等;严重影响了施工质量和业主的投产计划;目前我国生产的钢管主要是螺旋埋弧焊钢管,就现在钢管在长输管道施工中的应用而言,超高压力钢管自身质量还存在一些薄弱环节。例如,钢管的CNN值不能得到相应的提高、钢管质量没有得到很好的控制等。
二、 消减措施
1.1根据施工合同和EPC总承包商上报的施工计划及总体部署,和设计图纸指定的规格型号,制定物资采购计划;
1.2派驻专业驻场监造入驻生产厂家或者委托专业监理工程师驻场监造;督促材料供应商生产合格产品;
1.3切实落实质量“三检制”加强关键工序的质量控制工作;
1.4供应商制定专项运输方案,根据施工计划采取切实可行的措施将工程材料及构配件运抵施工现场;
2.0根据设计要求选择满足规范标准的材质
2.1目前国内外在管材选择上多使用高强度钢材,如X65、X70、X80等,但由于冶金,轧制等技术原因,目前高强度钢管、尤其是X80这样的超高压力钢管还存在着一定问题,一是产品质量控制难度大,在管材内部易出现隐形缺陷,二是随着强度的提高,管材韧性尤其是管材冲击韧性的上平台能CNN值 难以得到相应提高。这两种因素的迭加,再加上管材在运输和施工过程中造成的损伤,使得高强度管道发生延性断裂的几率大大增加。
据有关资料统计,使用X60以上级管材的各级管道,均有管道发生过延性断裂。因此对长输管道而言,由于其管径大、输送距离长,管材内部缺陷、运输施工损伤及焊缝缺陷漏检几率增大,再加上管道沿途不乏人口密集地区,输送介质一般又为易燃易爆或有毒介质,这就对管道安全提出了更高的要求,因此,目前在管道材质选择上应选用技术较为成熟、CNN值较高、焊接工艺成熟的X60、X65级钢管为宜。
2.2防止钢管断裂
管道断裂可以分为脆性断裂和韧性断裂两种。就脆性断裂而言,随着冶金技术水平的提高,目前象X70钢其韧性形貌转变温度已达到零下40摄氏度以下,在我国这样的气候条件下,一般不具备发生脆性断裂的条件。但当管道的CNN值较低时,在常温下管道易发生韧性断裂。近来的研究表明,虽然对于韧性断裂,其裂纹扩展速度一般只有60~250米/秒,而象天然气等气体的减压波速度约为400米/秒,按照过去的理论,裂纹似乎应该止裂,但对于输气管道而言,因为在减压波的后面,裂纹尖端处的输送介质仍保留有一定的压力,在气体释放过程中,由于气体体积的快速膨胀,把能量传给裂纹,如果在此温度下材料的CNN值较低,仍会造成裂纹的继续扩展。在裂纹处残留的压力越高裂纹扩展速度越快,并且随着环向应力和管道直径的增加,产生韧性断裂失稳扩展的趋势就越大,也就是说止裂越困难。尤其是近年来,出于管输的经济效益考虑,对管径、输送压力、管材强度等级的选取越来越高,在这样的条件下,要防止管道韧性断裂的发生,就对管材的韧性提出了更高的要求。例如,有关资料介绍,对于西气东输管道工程主干线钢管材质为X70,管径为1016毫米,壁厚为14.6~22.5毫米,输送介质为天然气 ,要使其能自身止裂,其上平台能应达到154J。
因此说,对于长输管道,应考虑设置止裂装置,如设置止裂环、间断插入低强高韧性钢管等,同时出于经济考虑,应根据不同的地区级别,确定经济合理的止裂装置设置间距。
2.3加强管道质量检验
我国现行规范一般规定以液体作试压介质时,试验压力取为管道设计工作压力的1.25倍,严密性试验压力为设计工作压力,试压分为分段试压和整体试压两道工序。根据我国有关设计规范的规定,管道操作压力一般取材料规定最低屈服极限的0.72倍,也就是说强度试验压力相当于材料规定最低屈服极限的0.9倍,应该说这样的试验压力是偏低的。据有关资料统计,以材料实际屈服极限的0.9倍这样的应力水平进行试压只能排除管道中25%~30%的缺陷,再考虑不同厂家供应的钢材其實际屈服极限与规定值的差别,这样一种静态的试验方法所排除的缺陷比例将更低。因此说,这样的试验方法不是完全合适的。而使用目前国外应用较为广泛的压力——容积图这一动态控制手段,将试验压力控制在0.95~1.0倍材料实际屈服极限之间更为科学。这样一方面,据统计可以暴露出60%以上的有害缺陷,另一方面,对不同的管材均可适用。
2.4达到节能环保
在长输管道施工之前要进行环境保护之间的相关检查,经过审核批准之后再开始进行施工。进行施工的过程中要保证符合环境保护条款,按照规定进行工程建设。一旦出现问题,要进行上报,而后讨论解决方案,进行整改,需要采取停工措施的要书面上报情况,从而切实保障施工安全问题。在长输管道施工期间,我们要注意到经济的节约,还要做到材料节能环保,再就是施工过程中的节能环保,要做到保护环境,不随意破坏施工周围环境,施工过程中的垃圾要分开处理,统一进行回收。
四、 结语
长输管道是国家能源安全的重要保证,由于运送的介质压力高、具有可燃性,而且这个项目涉及很广的地域性,因此一旦出现运输物质的泄漏,后果将不堪设想。所以我们在施工过程中要做好材料的选备、施工路线的勘探、施工的运行方案等等,这些都是保证长输管道施工质量的关键步骤。只有做好充分的准备,我们才能能施工顺利的进行。
相关文献:
[1]漆平;我国石油管道防腐技术取得新突破[J];炼油技术与工程;2011年04期
[2]王力;南桐矿区井下穿孔施工用钻头选型及应用[J];中国产业;2011年04期
[3]张范辉;油气长输管道风险评估研究[D];中国海洋大学;2008年
[4]贺明,天然气长输管道施工技术浅析,中国井矿盐,2012年02期