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管道中的缺陷及修复油气管道断裂的基本原因来自管线中的缺陷。熟悉缺陷产生的原因,并把缺陷减至最低限度,这对防止管道的断裂是十分重要的。发现缺陷以后,正确的推断,并加以修复,也是十分重要的。一、油气管道事故分析(一)事故的定义出现何种问题才算是事故,我国尚无明确界限。美国许多年前,就成立管道安全机构,原文为“OfficeofPipelineSafetybytheOperators〞简称OPSO,专门统计、研究、管理有关管道安全方面的有关事宜。该组织将管道事故做出如下定义,并规定所有符合该定义的事故均必需向该组织报告。OPSO将管道事故定义如下,据初步了解,全世界大多数工业发达国家均采纳此定义:(1)造成人员死亡和重伤必需送医院治疗者;(2)必需要改换输送管段者;(3)造成天然气爆炸者;(4)经济损失大于5000美元者;(5)造成泄漏必需马上修复者;(6)用瓦斯及类似介质进行试压出现失败者;(7)其它由操作使用单位推断确认事态严重必需确定为事故者。看来以上定义也不尽完善,将来必需进一步补充,我国可参照执行。(二)操作管线的事故统计和分析OPSO统计了由1970年至1975年六年间操作管线的事故状况,颇有代表意义,见表2—5—3。表2—5—31970年至1975年美国操作管道事故统计事故分类次数百分比外部原因138456管材缺陷41517腐蚀26615建造上的缺点1245其它1707总计2459100%由上表看出外部原因占总事故的一半以上,所谓的外部原因主要由以下构成:(1)有69%系由于美国管道发展历史较长,有些老管线原来标志不清,或标志随着时间的流逝已逐渐失落,完工图不完善,以致在地面施工其它建筑物时把管线碰坏;(2)有14%系由于地震、滑波、活动断层、河流穿越管段被冲出河床等土壤移动而造成的损坏。(3)有6%系由于设备(泵、阀等)操作不当引起水击或其它原因将管线损坏;(4)有2%系车辆破坏(如重型车辆将管线压坏或碰坏);(5)有9%系人为破坏造成的。我国管线建造历史较短,目前前述第一条不是主要的,而第二条是占第一位的。但随着时间的推移,如果我们不将国外的教训引以为戒,第一条所述的事故原因将会大为增加。据美国统计,1970年至1975年六年时间内,腐蚀和管材原因所造成的事故降低约10%,而由于外部原因所造成的事故却增加了大约10%。在所有的外部原因造成的事故总数中,地下管线占88%,而地上的只占12%。这进一步说明完工档案和管线的标志的重要性。管材的缺陷引起的事故在操作的管线中占第二位。从母材上看,其缺陷主要为分层、夹渣(在轧制管材中混入异物)等。从焊缝上看,包括直缝和螺旋焊缝,其缺陷为焊偏,未焊透、气孔、缺肉、咬边等。应当特别指出,管材中很大的一部分缺陷是在运输过程中造成的,运输过程中所造成的缺陷可以分为两大类。(1)在运输过程中,由于钢管没有垫好,随着车辆的振动而振动,造成焊缝处的疲惫裂痕,裂痕在焊缝的四个角上发生,这些裂痕有的在管线安装完毕后的试压中可以发现,大部分裂痕却在使用过程中由于种种原因进一步扩展,而出现事故。疲惫裂痕的状况见图2—5—20。(2)在运输的装、卸、倒运等过程中造成钢管表面的压坑和划痕,划痕虽然不深,通常只有0.25~0.4mm,但在划痕的底部多数形成一薄层马氏体,厚约0.25~0.5mm。马氏很脆,这样会造成表面划痕进一步扩展。尤有甚者,在管线受压后,压坑向外特别,形成鼓胀作用,这有使表面划痕张开的趋势,使状况更为严重。管线的腐蚀是造成操作管线发生事故的第三位原因,近年来,由于电法保护、防腐涂层和黄夹克等技术的进步,已使由于腐蚀造成的破坏大为降低,依据OPSO的统计看,在美国外腐造成的事故占79%,内腐蚀占21%。图2—5—20在运输过程中。焊缝的4个角产生疲惫裂痕施工的缺陷在操作管线上所造成的事故只占5%,这些缺陷主要是在环缝检验和试压完成后,在管线下沟、回填等过程中,将管线碰坏,以致在操作过程中留下隐患。还应特别指出的是,关于操作管线来说,管线的寿命越长,事故率越高,见图2—5—21老管线事故率较高的原因是:图2—5—21建设年限与事故率的关系(1)老管线的标志、峻工档案等不完备,在新的建筑物建设过程中易把管线破坏;(2)管线使用时间的延长,由于腐蚀而造成的破坏增加了。管线事故的形式有两种,一种是漏,一种是断裂。管线通常是先漏后断,如果在有微小泄漏时就及时发现,并加以修理,则可以避免断裂。断裂所造成的损失比泄漏要大得多,据美国OPSO统计,断裂所造成的损失平均为14640美元,而泄漏仅为4360美元。在事故的总数中断裂占1/3,单纯泄漏占2/3。(三)试压时所造成的事故分析依