基于线路设计角度西气东输二线管道安全性分析和对策.pdfVIP

学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报)2013年8月第35卷第8期 Journal of Oil and Gas Technology(J．JPI)Aug．2013 Vo1．35 No．8 基于线路设计角度的西气东输二线管道 安全性分析与对策 郑照东，杨光 (中国石油天然气管道局国 事业部，河北廊坊065000) [摘要]从设计角度对西气东输二线的管道安全性进行论述，并主要从气质组分和钢管韧性控制要求、在 故障条件下如何控制管体的腐蚀、钢管强度指标范围要求、管道通过活动断裂带时对钢管性能及焊接的 一 些要求以及在高地区等级的管道壁厚如何选择和施工过程中主要的质量控制因素等方面进行了分析并 制定出了相应对策。 [关键词]西气东输二线工程；安全性；气质组分；腐蚀；管道壁厚 [中图分类号]TE88l [文献标志码]A [文章编号]1000—9752(2013)08—0307—040 西气东输二线工程可行性研究项目于2007年2月28日正式启动；该工程区域跨度大，经过新疆、 甘肃、宁夏、陕西、河南、湖北、江西、广东、广西、浙江、江苏、上海、四川、香港共14个省、特 区和直辖市，管道沿途地形、地质、地貌情况复杂，气候区域跨度大；工程气源涉及来自土库曼斯坦、 哈萨克斯坦等方向的国外气和新疆气田、陕西气田、四川气田等的国内气，气质复杂；工程大部分采用 大壁厚API 5I X80钢，活动断裂带穿越段采用特殊的大变形钢。上述因素都对工程的安全性提出了严 峻的挑战，笔者基于管道线路设计角度就工程的安全性作初步探讨。 影响管道安全的关键因素 资料统计显示，导致在役管道发生破坏的关键因素有如下几点：①钢管材料因素；②焊接因素； ③腐蚀因素；④施工因素；⑤地质灾害因素；⑥人为破坏因素。虽然近些年来，对管道建设过程中相关 关键因素的考量日臻完善，但面对新的管道材质，在某些方面研究尚有不足之处，可能会对管道的安全 造成隐患；下面就基于线路设计角度对影响工程安全性的相关方面作深入探讨。 2 气质组分和钢管韧性控制要求 同样材质和壁厚的管道，同样的内压力，但气质组分不同，管道韧性要求并不同，这主要有如下 2 个方面原因：①气质组分不同，气体的可压缩性就不同，管道发生开裂后气体的膨胀比率不同，裂纹扩 展的驱动力就不同；②根据国外最近试验记录，当管道中重烃化合物体积分数达到一定限制，如C 以 上烃类物质体积分数超过6Voo以后，管道发生开裂时，由于液相重烃化合物的存在，使得裂缝区域压力 泄放异于正常情况，即在1h内管内压力趋于一个较高的数值，学术上叫 “上平台现象”。这样，就明显 地增大了裂纹扩展的驱动力，管道更不容易发生止裂。 而西气东输二线工程输送气体来源多，其中国外气有来自土库曼斯坦、哈萨克斯坦等方向气源，国 内气有来自新疆气田、陕西气田、四川气田等气源，气质复杂，根据其组分中甲烷体积分数的不同，可 以将其分为3类，分别是贫气、富气和介于两者之间的中性气。根据目前得到的信息，各个气源气质组 [收稿日期]2013—06—23 [作者简介]郑照东 (1969一)，男，1995年大学毕业，高级工程师，现主要从事焊接工程方面的工作。 学兔兔 ·308· 油气管遂工程 2013年8月 根据不同的气质组分，参考相关研究成果，提出初步的韧性控制方案见表2。 表2 不同气质对钢管质量控制要求 表2中数据相对保守安全的数据，即提出的韧性要求数值相对偏高；由于国内钢厂对X80钢的研 究尚不十分成熟，椐笔者分析认为：根据国内正在讨论制定的规范来看，国内钢厂生产的X80钢其屈 服强度、抗拉强度、屈强比以及断裂韧性是合格的，但是国外厂家的产品强度区间更窄，断裂韧性最小 值更高，相对于国外产品，国内产品不能说是严格意义上的X80钢，就国内厂家的技术实力，不能生 产出质量稳定的满足中性气输送要求的X80钢。而西气东输工程二线项目建设的一个重要原则是：力 争 100 采用国产钢管。为了