压力管道裂纹泄漏定量技术分析
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２ ０ １ ３．ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈ ｅｎ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
压力管道裂纹泄漏定量技术分析
张 武 韩 毅 廖子先
４ ７ ３ ０ ０ ０ ） （ 南 阳 市锅 炉压 力容 器检 验 所 ， 河 南 南 阳
摘 要： 随着经济的发展 ， 新 的技 术和设备 不断得到应 用． 对于能源资源等的运输 也 日益频繁 。 为了减 少运输过程 中的影响因 素， 保证运输 的持 续性 、 稳 定性和安全性 ， 管道运输的方式逐渐成为气体、 液体等介质运输的主要形式。 而如果管道在使用过程 中出 现 裂纹 ， 很 可能导致泄漏情 况的发 生， 造成安全 隐患 ， 因此 ， 需要采取相应 的技 术措施 ， 对压 力管道 裂纹泄漏进 行定量计算和分析 。
波 的形式 。压 力管道运输的流体介质在发生泄漏时 ， 会在管道
的管壁 之 中激发 出相应 的应 力波 ． 通过对应 力波 的检测 ， 可以 及时发现管道 的泄 露情 况。压力管道一旦发生泄漏 ， 管道 中的 声发射信 号会持续 上升 ， 如果超 出规定数值 ， 就可 以认定 泄露 情况 的发生 。 假定某种压力 管道的发射信号距 离衰减常数 已知 ，可 以 通过布置在压力管 道中的 ２个声发射传感器 ， 得出泄露声发射 信号 的水 平 ， 利用相关 的公式进行 计算 ． 可 以得 出泄露位 置的 坐标 ， 之 后利用裂纹 的泄露声发射信号水平 与泄露 率之间的关 系， 对泄露进行定量 。基本方法如下 ： 设Ｓ １ Ｓ ： 为压力 管道 声发射传感器 ， 坐标 为 ｘ 。 、 ｘ ， 泄露位 置Ｐ 的坐标 为 Ｘ Ｐ ， 则使用 Ｖ。 和ｖ 表示 Ｓ 、 Ｓ ： 的泄漏声 发射水 平， Ｇ表示压力管道 的泄漏率 ， 则 若 ｖ。 一 ｖ ＞ ０ ， 泄露位置位于 ｓ １ 左侧 ， 结合相应 的公式进 行 计算 ． 最终可得
１ 压力管道概 述 压力管道属 于管道运 输 的一种 方式 。是指通 过一定 的压 力， 实现气体 或液体物 资运输 的管 状设备 ， 由于受管道 材质和 相关技术 的影 响 ． 需要对运输 的气体 或液体 自身 的表压和温度 进行一定 限制 ， 避免造成管道 的损坏。而因为压力管道运输 的 气体 或液 体普遍 具有 易燃 、 易爆 、 有毒 等特 性 ， 在 我 国劳动部 １ ９ ９ ６年颁 发的《 压力 管道安全 管理与监察规定 》 的第 二条规定 中， 将压力管 道定义为 ： “ 在生产 、 生 活中使用 的可能 引起燃爆 或中毒 等危险性 较大的特种设备 ” 。而在国务院 ２ ０ ０ ９年颁布的 《 特种设 备安全监 察条例》 （ 国务 院令第 ５ ４ ９号） 中， 对压力 管道 进 行 了进一步 的明确 。 使得 我们所 说的压力 管道 ， 不仅 指管道 内部或 外部会承受压力 ，而且管道运 输的介质必须为气体 、 液 化气体 和蒸 汽或着 可能引起燃爆 、 中毒或腐蚀 的液体物 质。 ２ 压 力管道裂纹的产生和预防 （ １ ） 加工裂 纹。指在对管道进 行加工 的过程 中 ， 由于金属 材料 自身的缺陷而引发 的线 型裂纹 ， 在管道 内部 和外部均有可 能存在 ， 只能通过抽样 检查 发现 。因此 ， 在对管材进行采购时 ， 必须对 厂家生产许可 、 材质证明 、 合格证 明等进行检查 ， 对于特 殊介质 的运 输管 道 ， 还必须对其化学性质等进行分析。 （ ２ ） 焊接裂纹 。指在压力管道焊 接过程 中产生 的裂纹 ， 通 常会存 在于管道的交接部位 ，可 以分 为热 裂纹和冷裂纹两种 。 这种裂 纹的预防方式就是对焊接过程进行 监督 ， 选择恰 当的焊 接工艺 ， 按 照设计标 准进行施 工 ． 同时对 焊接顺序 进行合理 安 排， 尽可能避免裂纹的产生。 （ ３ ） 热处理裂纹 。指在焊接后进行热处理的过程中产生的 裂纹 ， 一般呈现分 支状 ， 其产生机率与材料 的内应 力大小 、 化 学 成分和加热温度有关 ， 而材料是 主要原 因。因此 ， 要 结合 实际需 求． 对管道材料进行选择 ， 选用强度稍低 于母材 的焊接材料 。 焊 接完成后要及 时进行热处理 ， 并进行保温缓冷 。 （ ４ ） 应 力裂纹。指 由于管道材料的缺陷或结构 布置 的不 合 理． 导致 局部压力超标或者长 时间压 力 、 温度波 动剧 烈 ， 在交 变 载荷 的作用下产生 的裂纹 。 针对这种情况 ， 首先 ， 要 对管 道进行 合理 布置 ， 减 少管道相互 之间 的影 响 ， 避免应力 的集 中 ； 其次． 减少设备 的频繁启动 和关 闭 ， 降低温度应 力 ： 然后 ， 采取相应 的 措施 ， 强化管道 的柔性 。 （ ５ ） 腐蚀裂 纹。指在运输特定介 质时 ， 介质对压力 管道 的 材料 造成腐蚀而导致 的裂 纹。由于主要是介质 自 身 的因素 ， 因 此 可以有针对性地选择抗腐蚀性较 强的管材 ， 同时加强定期检
理人员的重视 。
验工作 ， 及时发现裂纹 ， 对腐蚀严重 的部位进行更换 ， 避免裂纹 的延伸 。 ３ 压 力管道裂纹泄漏定量 为了尽 早发现压力管道 的泄露 ， 防止事故 影响 的扩 大 ， 需 要对管道 的泄露情况进行随时监测 ． 并 对泄露的位置和程度进 行确定 。本文采用泄露声发射信号 ， 对其进行检测和确定。 所谓 的声发 射 ，是指材料在受 到外力或 内力作用 的情况 下， 因变形 或断裂而 产生 的能量 释放现象 ， 释 放的能量 呈应力
以保 证 压 力 管 道 的 运行 安 全
关键词 ： 压 力管道 ； 裂纹 ； 泄露 ； 定量 ； 技术分析 中图分类号： Ｘ ９ ３ ７ 文献标识码： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ３ — ０ ０ ６ ７ — ０ １
管道运 输是运输液体或气 体物资 的一种 有效方式 ，具有 运输 量大 、 连续性强 、 安全 可靠 、 经济 实用等优 点 ， 同时还 可以 实现 自动 化控制。 由于省略 了中转环 节 ， 管道运输可 以极 大地 缩短运输周期 ， 降低运输成本 。因此 ， 管道运输得到了迅速地发 展和普及 ，我国的西气东输工程就是管道运输 的标志性工程 。 但是 ． 管道运 输对于管道 的密封性 要求极 高 ． 一旦管道 出现裂 纹， 会严 重影响运输质量 ， 甚至引发安全事故 ， 需要引起相关管
压力管道裂纹泄漏定量技术分析
张 武 韩 毅 廖子先
４ ７ ３ ０ ０ ０ ） （ 南 阳 市锅 炉压 力容 器检 验 所 ， 河 南 南 阳
摘 要： 随着经济的发展 ， 新 的技 术和设备 不断得到应 用． 对于能源资源等的运输 也 日益频繁 。 为了减 少运输过程 中的影响因 素， 保证运输 的持 续性 、 稳 定性和安全性 ， 管道运输的方式逐渐成为气体、 液体等介质运输的主要形式。 而如果管道在使用过程 中出 现 裂纹 ， 很 可能导致泄漏情 况的发 生， 造成安全 隐患 ， 因此 ， 需要采取相应 的技 术措施 ， 对压 力管道 裂纹泄漏进 行定量计算和分析 。
波 的形式 。压 力管道运输的流体介质在发生泄漏时 ， 会在管道
的管壁 之 中激发 出相应 的应 力波 ． 通过对应 力波 的检测 ， 可以 及时发现管道 的泄 露情 况。压力管道一旦发生泄漏 ， 管道 中的 声发射信 号会持续 上升 ， 如果超 出规定数值 ， 就可 以认定 泄露 情况 的发生 。 假定某种压力 管道的发射信号距 离衰减常数 已知 ，可 以 通过布置在压力管 道中的 ２个声发射传感器 ， 得出泄露声发射 信号 的水 平 ， 利用相关 的公式进行 计算 ． 可 以得 出泄露位 置的 坐标 ， 之 后利用裂纹 的泄露声发射信号水平 与泄露 率之间的关 系， 对泄露进行定量 。基本方法如下 ： 设Ｓ １ Ｓ ： 为压力 管道 声发射传感器 ， 坐标 为 ｘ 。 、 ｘ ， 泄露位 置Ｐ 的坐标 为 Ｘ Ｐ ， 则使用 Ｖ。 和ｖ 表示 Ｓ 、 Ｓ ： 的泄漏声 发射水 平， Ｇ表示压力管道 的泄漏率 ， 则 若 ｖ。 一 ｖ ＞ ０ ， 泄露位置位于 ｓ １ 左侧 ， 结合相应 的公式进 行 计算 ． 最终可得
１ 压力管道概 述 压力管道属 于管道运 输 的一种 方式 。是指通 过一定 的压 力， 实现气体 或液体物 资运输 的管 状设备 ， 由于受管道 材质和 相关技术 的影 响 ． 需要对运输 的气体 或液体 自身 的表压和温度 进行一定 限制 ， 避免造成管道 的损坏。而因为压力管道运输 的 气体 或液 体普遍 具有 易燃 、 易爆 、 有毒 等特 性 ， 在 我 国劳动部 １ ９ ９ ６年颁 发的《 压力 管道安全 管理与监察规定 》 的第 二条规定 中， 将压力管 道定义为 ： “ 在生产 、 生 活中使用 的可能 引起燃爆 或中毒 等危险性 较大的特种设备 ” 。而在国务院 ２ ０ ０ ９年颁布的 《 特种设 备安全监 察条例》 （ 国务 院令第 ５ ４ ９号） 中， 对压力 管道 进 行 了进一步 的明确 。 使得 我们所 说的压力 管道 ， 不仅 指管道 内部或 外部会承受压力 ，而且管道运 输的介质必须为气体 、 液 化气体 和蒸 汽或着 可能引起燃爆 、 中毒或腐蚀 的液体物 质。 ２ 压 力管道裂纹的产生和预防 （ １ ） 加工裂 纹。指在对管道进 行加工 的过程 中 ， 由于金属 材料 自身的缺陷而引发 的线 型裂纹 ， 在管道 内部 和外部均有可 能存在 ， 只能通过抽样 检查 发现 。因此 ， 在对管材进行采购时 ， 必须对 厂家生产许可 、 材质证明 、 合格证 明等进行检查 ， 对于特 殊介质 的运 输管 道 ， 还必须对其化学性质等进行分析。 （ ２ ） 焊接裂纹 。指在压力管道焊 接过程 中产生 的裂纹 ， 通 常会存 在于管道的交接部位 ，可 以分 为热 裂纹和冷裂纹两种 。 这种裂 纹的预防方式就是对焊接过程进行 监督 ， 选择恰 当的焊 接工艺 ， 按 照设计标 准进行施 工 ． 同时对 焊接顺序 进行合理 安 排， 尽可能避免裂纹的产生。 （ ３ ） 热处理裂纹 。指在焊接后进行热处理的过程中产生的 裂纹 ， 一般呈现分 支状 ， 其产生机率与材料 的内应 力大小 、 化 学 成分和加热温度有关 ， 而材料是 主要原 因。因此 ， 要 结合 实际需 求． 对管道材料进行选择 ， 选用强度稍低 于母材 的焊接材料 。 焊 接完成后要及 时进行热处理 ， 并进行保温缓冷 。 （ ４ ） 应 力裂纹。指 由于管道材料的缺陷或结构 布置 的不 合 理． 导致 局部压力超标或者长 时间压 力 、 温度波 动剧 烈 ， 在交 变 载荷 的作用下产生 的裂纹 。 针对这种情况 ， 首先 ， 要 对管 道进行 合理 布置 ， 减 少管道相互 之间 的影 响 ， 避免应力 的集 中 ； 其次． 减少设备 的频繁启动 和关 闭 ， 降低温度应 力 ： 然后 ， 采取相应 的 措施 ， 强化管道 的柔性 。 （ ５ ） 腐蚀裂 纹。指在运输特定介 质时 ， 介质对压力 管道 的 材料 造成腐蚀而导致 的裂 纹。由于主要是介质 自 身 的因素 ， 因 此 可以有针对性地选择抗腐蚀性较 强的管材 ， 同时加强定期检
理人员的重视 。
验工作 ， 及时发现裂纹 ， 对腐蚀严重 的部位进行更换 ， 避免裂纹 的延伸 。 ３ 压 力管道裂纹泄漏定量 为了尽 早发现压力管道 的泄露 ， 防止事故 影响 的扩 大 ， 需 要对管道 的泄露情况进行随时监测 ． 并 对泄露的位置和程度进 行确定 。本文采用泄露声发射信号 ， 对其进行检测和确定。 所谓 的声发 射 ，是指材料在受 到外力或 内力作用 的情况 下， 因变形 或断裂而 产生 的能量 释放现象 ， 释 放的能量 呈应力
以保 证 压 力 管 道 的 运行 安 全
关键词 ： 压 力管道 ； 裂纹 ； 泄露 ； 定量 ； 技术分析 中图分类号： Ｘ ９ ３ ７ 文献标识码： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ３ — ０ ０ ６ ７ — ０ １
管道运 输是运输液体或气 体物资 的一种 有效方式 ，具有 运输 量大 、 连续性强 、 安全 可靠 、 经济 实用等优 点 ， 同时还 可以 实现 自动 化控制。 由于省略 了中转环 节 ， 管道运输可 以极 大地 缩短运输周期 ， 降低运输成本 。因此 ， 管道运输得到了迅速地发 展和普及 ，我国的西气东输工程就是管道运输 的标志性工程 。 但是 ． 管道运 输对于管道 的密封性 要求极 高 ． 一旦管道 出现裂 纹， 会严 重影响运输质量 ， 甚至引发安全事故 ， 需要引起相关管