輸氣管道絕緣接頭泄漏分析
絕緣接頭具有密封性好、連接強(qiáng)度高和維修成本低等諸多優(yōu)點,近幾年來,其已替代了絕緣法蘭產(chǎn)品而在石油、天然氣、礦漿等長輸管道工程中得到廣泛應(yīng)用。某輸氣管道接收站場竣工投產(chǎn)數(shù)十小時后發(fā)生爆炸火災(zāi),后經(jīng)核查確認(rèn),系天然氣進(jìn)站管道與站場內(nèi)鋼管之間相連接的ND350絕緣接頭泄漏所致。為了防止類似惡性事故再次發(fā)生,有效控制管道工程運營風(fēng)險,對該絕緣接頭發(fā)生泄漏的原因進(jìn)行了分析。
分析方法及結(jié)果
1、宏觀分析
該
絕緣接頭斷裂外貌、斷口的宏觀形貌和剖面圖。斷口位于絕緣接頭內(nèi)部右側(cè)法蘭與袖管環(huán)焊接頭靠近法蘭一側(cè)焊縫熱影響區(qū),該區(qū)域同時為右側(cè)法蘭的頸部與法蘭板直角過渡區(qū)段。斷口近似垂直于袖管軸向,較為平齊,且十分粗糙。參照時鐘圓盤刻度,仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn),7:30—10:30位置斷口相對較為平滑,且法蘭與固定環(huán)管壁之間的絕緣層材料較其它位置存在明顯的反差,即別的部位絕緣層材料呈金黃色,斷口平滑處對應(yīng)的絕緣層材料顏色十分暗淡,具有流體沖刷的跡象。沿平行于絕緣接頭管體軸向,從5點鐘與11點鐘位置處解剖開,(c)為其截面實物剖圖。(c)可知,該絕緣接頭的固定環(huán)并非整體鍛件,其是由一個長的大口徑短節(jié)加兩個小口徑的短節(jié)焊接而成,且剖面焊縫處具有大量的裸眼可見的氣孔、未熔合、未焊透等多種焊接缺陷存在,環(huán)空間隙絕緣材料也未填充滿。
2、化學(xué)成分分析
采用ARL4460直讀光譜儀,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTMA751-2008《鋼產(chǎn)品化學(xué)分析的試驗方法、步驟和定義》,對絕緣接頭袖管、固定環(huán)及左右法蘭分別進(jìn)行化學(xué)成分分析,結(jié)果如表1所示。由表1可看出,左、右法蘭的化學(xué)成分均不符合SY/T0516—2008《絕緣接頭與絕緣法蘭技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)要求。
3、力學(xué)性能測試
拉伸試驗
從左、右袖管上,分別沿袖管橫向取全壁厚板狀拉伸試樣,試樣規(guī)格為38.1mm×50mm(寬度×標(biāo)距),沿縱向取直徑為5mm的圓棒狀拉伸試樣。在SHT4106拉伸試驗機(jī)上,依據(jù)ASTMA370-2009《鋼產(chǎn)品機(jī)械性能試驗的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法和定義》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拉伸試驗,試驗結(jié)果見表2。由表2可看出,左、右兩根袖管的拉伸性能均滿足工程設(shè)計要求。
硬度試驗
在袖管、法蘭和固定環(huán)上,垂直管體軸向取橫截面硬度試樣。按照ASTME92-1982《金屬材料維氏硬度標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》標(biāo)準(zhǔn)要求,在距內(nèi)、外表面各1.5mm和壁厚中心處任選3個點,分別進(jìn)行10kg載荷維氏硬度試驗,硬度計型號為KB30BVZ-FA。可看出,絕緣接頭袖管、固定環(huán)和左側(cè)法蘭的母材硬度值均符合管線設(shè)計要求,右側(cè)法蘭硬度不符合設(shè)計要求。
河北拓海管道設(shè)備銷售有限公司(http://www.tuohaiguanye.com/)生產(chǎn)的
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絕緣接頭廠家,絕緣接頭是同時具有埋地鋼質(zhì)管道要求的密封性能、強(qiáng)度性能和電防腐蝕所要求的絕緣性能的管道接頭的統(tǒng)稱。它包含組合件、絕緣板、填料、密封環(huán)、短管等。絕緣接頭是根據(jù)絕緣法蘭在使用中存在的問題進(jìn)行改進(jìn)的換代產(chǎn)品,是鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)系統(tǒng)中必不可少的重要壓力元件,廣泛應(yīng)用于鋼制管道的陰極保護(hù)系統(tǒng)。