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如何防止输气螺旋管延性断裂?

时间:2020-02-28     【转载】

  无论螺旋管以何种原因破坏,其失效过程必然包括缺陷(或裂纹)的萌生、长大(扩展)和最后断裂几个阶段。根据油气输送管运行环境和载荷性质的不同,其失效模式可分为断裂、疲劳破坏、氢致开裂与应力腐蚀开裂等。延性断裂的止裂是高压输气钢管最突出的问题,一直是研究的热点。止裂判据有速度判据和能量判据。

  涉及的螺旋管性能指标有CVN试验或DWTT试验的上平台能和SA%、动态断裂韧性KIa或KID和止裂韧性Kia或K1.对输气管道而言,由于气体减压波速度较低,所以不易止裂;而输气管的失效往往导致灾难性后果,裂纹扩展越长,后果越严重。迄今,全世界最长的螺旋管裂纹长度达13km,损失最严重的是1989年前苏联乌拉尔山发生的一次输气管爆裂事故,造成1024人伤亡。美国1993年和1994年分别发生在华盛顿和新泽西州的两起输送管爆裂事故,损失也很严重。

  止裂的速度判据为:当钢管开裂速度Um≥vj时不能止裂,而当0m《Dd时可以止裂。.天然气的减压波速度vd为380一440m/so而钢管脆性断裂速度为450~900m/s。因此,输气管的脆性断裂不能止裂。延性断裂裂纹扩展速度在90~360m/s之间,在条件符合时,就可发生延性断裂的长程失稳扩展,当然也同时存在止裂的可能性。


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