埋地天然气管道三通的失效分析.pdf

埋地天然气管道三通的失效分析 常 乐 。钱英豪 。周鹏飞 ，丁 毅 ，董金善 (1．南京工业大学 机械与动力工程学院，江苏 南京 210009；2．江苏省特种设备检测研究院 苏州 分院，江苏 苏州 215128) 摘 要：为分析某高压燃气管道三通断裂发生的原因，通过材料金相检验、力学性能检验和微观断口 扫面电镜对裂纹进行分析，得出该三通没有进行正火或再结晶退火，以及外部载荷是其断裂的主要 原因。 关键词：三通 ；断裂；ANSYS；失效分析 中图分类号：TE973．6 文献标识码：B 文章编号：1001—4837(2011J09—0056—04 doi：10．3969／j．issn．1001L4837 ． 2011．09．012 FailureAnalysisoftheTeeofUnderground NaturalGasPipeline CHANGLe，QIANYing—hao，ZHOUPeng—fei，DINGYi，DONGJin—shan (1．CollegeofMechanicalandPowerEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009， China；2．SuzhouBranch，JiangsuSpecialEquipmentInspectionandResearchInstitute，Suzhou215128， China) Abstract：Inordertoknow thereasonforthefractureoftheteeofnaturalgaspipeline，themechanical prope~ytesting，SEM analysisandmetallographicanalysiswereadoptedtoanalyzethecauseofthefrac— ture．Theresultshowsthattheteewas’tnormalized．Inaddition，itwasappliedextraloading，whichare themainreasonsofrthefracture． Keywords：tee；fracture；ANSYS；failureanalysis 通过，给管线施加了较大集中载荷，使用半年后三 0 引言 通发生断裂失效。裂纹在直管段为环向裂纹，并 沿着支管轴向发展，裂纹形貌如图1(b)所示。为 某高压燃气管线定向穿越公路铺设完E使用 寻找三通断裂原因，以便采取有效对策，避免今后 2年后，由于交通需要，在管道上方架设立交桥 。 类似事故的发生，对三通断裂原因进行了分析。 立交桥基础边缘离三通设置处约 0．5m，管道上 方距立交桥底部基础约 0．6m，如图1(a)所示 。 1 试验试样制备和试验方法 管道规格0168．3mmx6．4mm，材质20钢，设计 压力4．0MPa，三通管件壁厚8mm，材质L290，热 首先对三通的断口进行宏观分析，然后对三 处理状态为 回火 。桥梁上方经常有大型载重车辆 通进行线切割取样。从三通裂纹源区进行取样 ， 56 第28卷第9期 压 力 容 器 总第226期 通管局部存在很高的脆性。同时，微观断口形貌 应力，同时由于该三通管存在很高的脆性，故导致 分析并未发现疲劳辉纹，表明该三通管断裂并非 脆性断裂，断裂周期很短，系由过载冲击造成。 疲劳断裂，而是一次性 (或有限次数)脆性断裂， (4)建议三通管在挤压加工过程 中应严格保 断裂周期很短，是由过载冲击造成的。 证正火热处理状态，然后进行回火处理，否则