公用热力管道缺陷成因分析及安全评定

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1、万方数据·34·工业安全与环保2011年第37卷第2期l妇rialSafetyandEnvironmentalProtectionFebnm珂2011公用热力管道缺陷成因分析及安全评定朱志彬。’。(1福州大学化学化工学院，福建，福州，350108：2厦门市特种设备检验检测院，福建，厦门，361004)摘要介绍了某热电厂公用热力管道全面检验中发现的裂纹和未焊透两类缺陷。通过受力分析计算出管道在运行状态下的应力分布状况，详细分析了螺旋缝埋弧焊钢管在制造过程中产生裂纹的各种因素，指出应该重视焊接钢管的焊接

2、质量检测。利用G蛐％24--2004(在用含缺陷压力容器安全评定>中给出的压力管道直管段体积缺陷安全评定方法，对环焊缝上适用范围内的未焊透缺陷进行安全评定，结果表明，在正常使用工况下该缺陷未发生扩展时是安全的。关键词压力管道裂纹未焊透缺陷安全评定‰AI蛐and蝴血蹬跚堆mforDel'ect0fcI聊咖ThermalPilx洫删：压ibinl，2(1．SchoolOflChemiC81I一：ngineering，FuzhouUniVOFSiLyFuzhou，Fujian350108)Al嘲喇Tlli

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5、iIliIIgDefects”，tIIc咖棚暇删0fnon-pe恤咄他Uddectindl聊d翻鼬谢dis∞lld删andme捌IthasshowntII砒itwillbesafeinthe酬盯酬∞跏ciftheddeetdoes’ta删．K毋W袖p毯睨Ⅱep；p．出l侍era&l跏一pe啦蜘蒯h塔w剐d幽t咖瑚比田lll曙吐e引言公用热力管道是用来输送蒸气或过热水等热能

6、介质、供给公共和民用设施、城市或村镇使用的管道。它具有温度高、压力大、流速快等特点，其任务是将锅炉产生的热能既经济合理又安全可靠地送达各热能使用点，以满足生产、生活、采暖和空调等热源的需要。近年来，随着大量管道投入使用时间的延长而出现失效，热力管道的事故时有发生。l检验情况描述某热电厂向外供汽用的公用热力管道，设计压力为P=1．27MPa，设计温度为t=210℃，管道内输送介质为蒸汽。该管道部分沿路面铺设，部分埋地敷设，建成投用4年后首次进行全面检验。主管线中有一管段为螺旋缝埋弧焊钢管(标准号为SY

7、frS037--2000)，规格为D426X8，材料为Q235B，对铺在地面上6根同一批螺旋缝埋弧焊钢管的螺旋焊缝进行外表面磁粉检测，在每根钢管的焊缝热影响区均发现大量连续或间断的直线状表面细小裂纹，裂纹走向大致与焊缝平行，深度较浅，裂纹总长度将近30m，其中一根12m长钢管上裂纹长度与整条焊缝相等。通过超声波检测该管道另一直管段(材料为20。)上的3个环向对接接头均发现存在未焊透缺陷，其中最严重未焊透缺陷的周向指示长度为200姗，高度为4蚴。检测后对外表面所有裂纹进行打磨消除。2钢管受力情况分析通

8、过有限元方法对螺旋缝埋弧焊钢管的受力情况进行分析和强度校核。低压供汽管道承受的主要载荷包括．Or质田l考虑温庄场分布管道应力丹布云田3螺旋缝埋弧焊钢管裂纹成因分析资料审查发现，管道的质量证明书中管道规格为D426x9一，由2个不同制造厂家提供，而‘低压流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管>sY／115037_2000标准中只有D426×8．8咖的规格，且厚度尺寸与现场实测数据不一致；再从管道运行中的受力分析结果及现场发现裂纹的分布特点可以判断。该裂纹应为管道制造过程中由于工艺不当等原因在焊缝热万方数据35

9、影响区产生的细小微裂纹，投入运行后由于载荷等外界因素的影响产生一定的扩展。在螺旋缝埋弧焊钢管的制造过程中，焊接原材料和工艺条件控制不当等因素会促使焊缝产生裂纹。钢管原材料(包括板材、焊材)中c、S、P、H、O等元素含量超标及板材与焊丝、焊剂的工艺匹配不合理，会导致焊缝抗裂纹能力下降，易造成应力集中区裂纹的产生。焊趾部位是主要的应力集中区，因而易形成焊趾裂纹。管道成型控制不好或母材变形量不足，弹复量过大，以及焊接时焊接参数选择不当等，都可造成焊趾部位应力增大而形成裂纹。