 大型帶頸對焊法蘭延長管道使用壽命方法
大型鋼鐵管件是基礎設施建設中不可缺少的組成部分，相關研究表明：全球100%的天然氣、85%以上的石油都依靠鋼鐵管道運輸，而在核電和熱電設施，城市的地下“大動脈”一一城市管網(wǎng)中也需要相當可觀的大型鋼鐵管件。近年來隨著我國基礎設施建設的不斷推進，其中所需的大型管件的產(chǎn)量也在逐步增加。大型帶頸對焊法蘭管件需求的激增促使了大型管件生產(chǎn)廠家之間競爭的日益殘酷，從而使生產(chǎn)廠家對管件質(zhì)量提出了新的要求。
延長管道使用壽命，確保管道安全運行
(1)對管道進行內(nèi)窺檢測：管道的內(nèi)窺檢測儀是一種對管道的幾何尺寸和材質(zhì)缺陷進行在線檢測的設備。由于管道內(nèi)窺檢測儀本身攜帶有磁鐵，可將其通過的管段磁化。當管道材質(zhì)沒有缺陷時，磁力線囿于管道之中，當管道材質(zhì)有缺陷時，磁力線穿出管道發(fā)生漏磁，并且扭曲變形，同時檢測探頭將檢測到的漏磁信號轉(zhuǎn)化為電信號傳給記錄儀進行放大，然后存儲到記錄儀硬盤上。這些數(shù)據(jù)通過磁帶傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析系統(tǒng)分析后，可輸出被檢測管道的壁厚、幾何尺寸和材質(zhì)缺陷的具體位置。
據(jù)了解，在國外的一些發(fā)達國家，輸油管道每隔5a必須進行一次內(nèi)窺檢測，否則該管道就得停用。1996年9月與中國石油天然氣管道局合作，用其從美國進口的管道漏磁檢測儀，對火三DN250輸油管道進行了內(nèi)窺檢測，共計檢測出壁厚減少4.5mm以上的點67處，壁厚減少2.25~4.5mm的點194處，壁厚減少2.25mm以下的點194處。1997年，根據(jù)檢測結果對該管道進行了開挖和大修，開挖后發(fā)現(xiàn)管道實際情況和檢測結果完全吻合。由于內(nèi)窺檢測提撰了準確的營道缺陷位置，所以可以大大節(jié)約大修費用，同時也消除了因管道缺陷而造成的事故隱患。
(2)對管道進行綜合評價：管道的綜合評價是管道在使用了一段時間后，根據(jù)管道的運行資料、在線內(nèi)窺檢測資料和根據(jù)內(nèi)窺檢測結果截取樣的離線理化性能測試資料，對管道的剩余強度和剩余壽命進行綜合評價和預測，同時提出為保證管道達到本質(zhì)安全必須采取的措施，用以指導管道的大修和運行。這樣可以增加管道大修和管道運行的合理性，減少盲目性。1997~1998年，對克烏DN500輸油管道進行了綜合評價，然后根據(jù)評價結果制定了大修和工藝改造方案，現(xiàn)用其輸送天然氣，已取得可觀的經(jīng)濟效益。
(3)中間泵站配備小型電機：帶頸平焊法蘭對于中間泵站，一般很少有條件建設雙電源，但因供電系統(tǒng)多為非管道管理部門所屬，停電情況時有發(fā)生，給管道的安全生產(chǎn)帶來了極大的威脅。例如在1995年3月12日，地方供電系統(tǒng)因霧閃而中止供電，導致克烏DN350輸油管道發(fā)生凝管事故，付出了慘重的經(jīng)濟代價。所以為了保證管道的正常輸油，可在中間泵站配備小型電機。當外電系統(tǒng)因故停電時，利用上站輸油泵小排量越本站輸油，而本站可利用小型電機帶動加熱爐運行，避免全線停輸，這對高凝低粘原油輸送可解燃眉之急。
(4)防風固沙：對于沙漠管道，由于施工開挖時破壞了地表植被，所以投產(chǎn)后管道上的覆土(沙)易被大風刮失，致使管道裸露，留下不安全隱患。例如彩南一火燒山DN250管道1993年建成投產(chǎn)后，有40多米管道因覆土(沙)被大風刮失而變形。針對這種狀況，用麥草和蘆葦?shù)仍诠艿赖母餐?沙)上栽植了方格形的人造枯草“植被”保護層，將覆土(沙)固化，為重新生長植被創(chuàng)造條件，以消除管道因裸露導致變形的不安全隱患。這種方法在彩火DN250和石克DN250等輸油管道上使用后，效果都很好，許多地段現(xiàn)已長出植被。
管坯的橢圓度是衡量管件品質(zhì)的重要標準之一。管端的橢圓度超差后將直接影響管件間的連接工藝，然而，在大型管件的生產(chǎn)過程中往往由于管件材料性能的波動和管件成形工序中一些不良因素的影響造成管件管端的橢圓度超差，因此需要對其進行矯圓處理。按照矯圓過程是否伴隨有管件截面中性層周長尺寸的變化矯圓可分為整徑矯圓和過彎矯圓。而后者雖然在生產(chǎn)廠家應用廣泛但是技術卻相對落后，因此急需改進。
首先，在工程應用精度的許可下，為簡化過彎矯圓工藝的理論分析難度，本文采用物理實驗的方法驗證了曲梁純彎等價原理，即曲梁純彎曲過程等價與直梁純彎曲過程疊加曲梁初始曲率的結果和過彎矯圓等價原理，即管坯矯圓與管坯壓扁之間的等價關系。
其次，基于平面彎曲彈復方程和通過將管坯離散化，對管坯整體壓扁過程進行了解析，確立了管坯卸載后橢圓度和相對壓下量之間的線性關系，從而為過彎矯圓工藝的定量化提供了理論依據(jù)。
再次，通過物理實驗對比得到了管端壓扁過程和相同型號、相同材質(zhì)的短管坯整體壓扁之間的相似關系。并在此基礎上建立了二步法過彎矯圓控制策略和三步法過彎矯圓控制策略。即首先通過兩步或者三步對同批次首支管件進行壓制從而獲得管坯的壓扁過程彈復規(guī)律，其次河北法蘭在后續(xù)管件的矯圓過程中利用該彈復規(guī)律直接預測管坯的最佳矯圓壓下量，并根據(jù)矯圓結果對該彈復規(guī)律實時修正。這為管坯過彎矯圓智能化系統(tǒng)的搭建奠定了基礎。
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