《机械零件失效分析与预防》对输气管道失效分析的指导

《《机械零件失效分析与预防》对输气管道失效分析的指导》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、《机械零件失效分析与预防》对输气管道失效分析的指导一、《机械零件失效分析与预防》简介涂铭旌教授和鄢文彬教授编著的《机械零件失效分析与预防》-书，总结了多年的经验和资料，介绍了失效分析与预防的思路和方法、基本的技术。并引用了大量工程实践资料，理论联系实际，虽其未介绍输气管道的失效与分析，但其思路和方法对输气管道的失效分析提高具有指导意义。该本分为了七章。在第一章绪论中，给出了失效的定义：1)失去原定的功能；2)继续使用中失去可靠性和安全性。失效分析的目的和任务、地位可简化为：失效分析寿命指标J平均故障间隔〔失效前平均时间针对断裂列出了各种因素的关系:断裂失效在第二章机械零

2、件失效的基本概念中，介绍了失效的种类及各自的特点。（变形失效「断裂J断裂失效」环境致断裂'疲劳I蠕变•表面损伤失效｛磨豎I腐蚀其中断裂的危害性是最大的，并从受力状况、运行环境（工作环境），设计、制造、使用和维护等方面分析了失效的影响因素。第三章是“失效分析”的基本思路和方法。零件的失效是零件的失效抗力与服役条件（主要指载荷和环境因素）这一对矛盾相互作用的结果。因此，失效分析的思路是对具体服役条件的零件作分析，从中找出主要的失效形式及抗力指标，提出改进措施。在该章中还全面介绍了失效分析的程序，以及失效分析的各种基本实验技术。该书最重要的一章是第四章“断口分析”残骸分析是非

3、单件破坏失效分析的第一步：在客观断口分析中，断口特征的三耍素是非常重要的。可由其确定裂纹源的位置，各种类型材料的断口特征是不相同的。而裂纹形态分析则是疲劳、腐蚀、应力腐蚀破裂、氢脆分析的一个主要内容。微观断口分析主要采用金相显微镜、扫描电镜等仪器进行研究断裂的微观过程，断裂机制，分析影响失效的各种因素。”典型解理断口r解理断裂舌状断口［鱼骨状花样脆性断口的微观特征H准解理断裂i晶间断裂（纯剪切断口延性断口的微观特征［微孔聚集型断n在疲劳断口的分析屮，要注意不同服役条件下各种材料的疲劳条纹形貌是不一样的。在第5章“机械零件失效原因分析“中，对于设计强调了对应力集中的处理，

4、在材料选择中，希望根据零件的使用工况，选择材料强度、韧性、塑性的合理配合。在工艺因素改造成品失效分析这一节中,则全面分析了造成工艺裂纹的可能原因。在第六章“预防机械零件中失效的对策”中，首先介绍了失效分析的思路。改进方案第七章是“失效分析实例”特别注意用断裂力学的方法对“含缺陷”气瓶的安全与寿命估计。该书在讲述失效原因分析，失效预防对策时,均从服役条件入手,以设计、材料、制造工艺为主线，与工程实践相结合，深入浅出。二、输气管道的失效特点天然气输送管道是把天然气从井口输送到最终用户的管道，按用户及输送过程，天然气输送管道可以分为集气管道、集气干线管道、输气管道及城市用气管

5、道等。输气管道具有以下特点：1.输气管道均为压力管道，其中压力最高的是集气管道，在四川气田最高的集气管道已达&OMpa,规划中的西气东输管道上游工程的集气压力可达12Mpao根据输气量一定的条件下，输气压力升高,则管径减小，可减小材料成本和建设投资的关系，世界上输气管道的发展趋势是高压力，特别是长距离的输气干线，经济效益明显。由于长输管道压力的提高，带动了上游集气管道的输送压力，提高管道压力，也增大了管道潜在失效的风险性，以及失效后的危害性，因此，失效的分析及预防在天然气的管道运行、建设维护中，占有更重要的地位。2.输气管道输送的天然气是可压缩的可燃性气体，具有很大的危

6、害性。由于气体的可压缩性，在发生失效时会产生更大的危害，大口径、高等级管材的长程撕裂，会扩展裂纹，扩大灾难；同时，由于天然气中绝大部分是可燃的甲烷(CH4)和乙烷(C2H6),因此，在发生失效事故吋，或失效处理吋措施不当，极易引燃大火，伴随火灾,造成更大的灾难。因此，天然气管道的设计，施工有更大的安全系数和严格的技术要求，在大口径高等级材料选材时，应特别注意止裂韧性，其也会影响天然气管道的失效分析。1.天然气输送管道距离长，直径变化多。如国内目前正在建设的西气东输工程从新疆到上海，有二千多公里长，随着长度的增加，潜在的失效点增加，风险增大，岀现失效的概率增加。天然气管道

7、的直径与输气量及输送压力相关，输气量又是由气井的产量或用户用气量决定的，因此，变化范围广。如果不包括城市用气管道，一般直径从*89-*1100mm不等。管径的变化造成了使用的管道类型的变化，如巾89〜402mm的无缝钢管，4)277mm以上的电阻焊管等。2.输气管道的腐蚀性是其特点之一，输气管道的腐蚀分为内腐蚀和外腐蚀。内腐蚀是管道输送介质产生的腐蚀，通常发生在集气管线，由于部分天然气中含有腐蚀性的介质，如H2S、CO?、CU等会对管道造成腐蚀，引发事故。女th四川气田由于H2S腐蚀引发的硫化物应力开裂已造成事故近百起。在经过脱硫厂，脱水