Page 78 - 理化检验-物理分册2022年第十二期

李锐峰, 等: 油气管道开裂原因

2 氢致开裂试验 3 硫化物应力开裂试验

从远离开裂部位的管道上截取纵向试样, 尺寸 从远离开裂部位的管道上截取纵向试样, 依据

( 长 × 宽×厚) 为 100 mm×20 mm×5 mm , 依 据 GB / T4157 — 2017 《 金属在硫化氢环境中抗硫化物

GB / T8650 — 2015 《 管线钢和压力容器钢抗氢致开裂 应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法》 方法
评定方法》 进行抗氢致开裂( HIC ) 试验, 试验条件如 A , 进行抗硫化物应力开裂( SSC ) 试验, 试验结果如

为裂纹敏 表 10 所示, 720hSSC 试验后, 试样表面的宏观形
表8所示, 试验结果如表 9 所示( 表中 C SR

貌如图 14 所示。试验结果符合 GB / T9711 — 2017
为裂纹厚度率), 96h
感率, C LR 为裂纹长度率, C TR
HIC试验前后试样表面的宏观形貌如图13所示。试 标准要求。
表 10 SSC 试验结果
验结果符合 GB / T9711 — 2017标准要求。
表 8 HIC 试验条件 试样编号 加载应力 / MPa 试验结果
项目 参数 项目 参数 11 196 未发现裂纹
温度 / ℃ 23~26 试验气体 H 2 S 12 196 未发现裂纹
除氧气体
N 2 试验周期 / h 96
13 196 未发现裂纹
蒸馏水 + 分析纯级
试验溶液 初始 2.7
化学药品
溶液中硫

饱和 1h后: 2435 试验开始 2.9
化氢密度 /
p H
96h后: 2469 试验结束 3.6
-1
( m g · L )
表 9 HIC 试验测得的裂纹率 % 图 14 720hSSC 试验后试样表面的宏观形貌

剖面 Ⅰ 剖面 Ⅱ 剖面 Ⅲ 平均值
项目 4 有限元分析
C LR C TR C SR C LR C TR C SR C LR C TR C SR C LR C TR C SR
11号实测值 0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00 用有限元分析软件对现场实际工况进行模拟,
有助于直观地对开裂原因及过程进行说明。管内介
12号实测值 0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00
质设置为天然气和水, 与实际情况一致。开井作业
13号实测值 0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00
技术 ≤ ≤ ≤ 后, 管体内流体分布及开裂部位附近形变和应力分
- - - - - - - - -
要求 0.150.050.2 布如图 15~16 所示。由图 15~16 可知: 在管道起
伏部位, 开井作业几分钟后, 管道内发生湍流, 造成
局部水压增大。靠近环焊缝两端管体外弧侧, 在介
质流动的作用下, 易形成湍流漩涡, 所受冲击载荷较
大, 会造成管壁减薄, 韧性降低; 在开井作业情况下,

图 13 96hHIC 试验前后试样表面宏观形貌 图 15 开井作业后管道内流体分布

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