不銹鋼(gang)壓力管道系統是工業生產裝置的重要組成部分,它同壓力容器一樣都是具有爆炸危險的特種承壓設備,在石油、化工、能源、冶金、醫藥、航天技術等工業領域及城市燃氣、供熱系統中,擔負著輸送易燃、易爆、高溫、腐蝕、有毒等介質的重要任務,其完整性直接關系到生產的順利進行和人民生命財產的安全。壓力管道一旦發生泄漏或斷裂將有可能引發爆炸、燃燒、中毒等重大事故,不僅會造成巨大的經濟損失,破壞社會生產,嚴重的還會威脅人員的生命安全,甚至破壞生態環境。根據國家質量技術監督局的統計,1998年由于在線亞洲日產一區二區:不銹鋼壓力管道爆炸和出現嚴重事故而導致死亡 29人,傷149人,直接經濟損失 207.97萬元;1999年同樣原因導致死亡17人,傷60人,直接經濟損失603.99萬元;2006年1月18日2時36分,北京市海淀區首體南路,北京某大廈熱力站發生一起壓力管道嚴重事故,造成2人死亡;2007年2月12日8時45分,中國石油化工股份有限公司某分公司發生一起不銹鋼壓力管道爆炸嚴重事故,制氫裝置脫碳工段低壓蒸汽發生器的16#出口管線至再沸器人口段工藝管線的第一個90°彎頭肋部發生爆裂,并引發大火;2007年6月9日10時20分,新疆烏魯木齊某食品有限責任公司發生一起不銹鋼壓力管道重大事故,事發時,該公司冰激凌生產車間一線隧道氨氣回氣管道彎頭處發生泄漏,造成1人死亡,25人受傷。
在眾多的超高壓不銹鋼管道事故中,有相當多的事故是由在線亞洲日產一區二區:不銹鋼彎管的承載能力不足和超高壓不銹鋼彎管的疲勞開裂引起的。超高壓管道工況復雜,結構制造質量得不到保證,在管道表面存在較多的缺陷,也是引起壓力管道事故的重要原因。長期以來,不銹鋼彎管加工成型時凸邊管壁受拉減薄或開裂、凹邊管壁受壓增厚或起皺,以及管道截面扁平形變問題一直未能完美解決,加之其高溫、高壓的不利工作環境,疲勞開裂的可能性比直管更大。
超高(gao)壓(ya)不(bu)銹鋼彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)是超高(gao)壓(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)(xi)統中(zhong)的常用部件,用于(yu)改(gai)變(bian)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線方向。與(yu)直(zhi)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)相比,其幾何形狀復(fu)雜(za),同時由于(yu)實(shi)際生產中(zhong)受(shou)制造(zao)工藝的影響,又(you)存在壁(bi)厚(hou)不(bu)均勻及(ji)截(jie)面(mian)橢圓化等(deng)缺陷(xian),使得彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)受(shou)力(li)狀況更為(wei)復(fu)雜(za),不(bu)僅承(cheng)受(shou)內(nei)壓(ya)載荷,還承(cheng)受(shou)軸向力(li)、彎(wan)曲及(ji)扭(niu)矩等(deng)載荷的作用,往(wang)往(wang)成為(wei)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)系(xi)(xi)中(zhong)的危險部位。而且,使用中(zhong)的彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)內(nei)介質(zhi)流速(su)高(gao),介質(zhi)對彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)壁(bi)沖(chong)刷引(yin)起(qi)的減薄(bo)及(ji)腐蝕(shi)性(xing)(xing)介質(zhi)對管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)壁(bi)腐蝕(shi)產生的凹坑(keng),均增加了彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)發生塑(su)性(xing)(xing)破(po)壞的機會,使其成為(wei)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)中(zhong)的薄(bo)弱環節,同時降低了管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)整體的承(cheng)載能力(li),為(wei)泄漏及(ji)爆(bao)破(po)等(deng)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)事(shi)故埋下了隱患。所以,彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)質(zhi)量(liang)的好壞與(yu)承(cheng)載能力(li)的高(gao)低將直(zhi)接(jie)影響到(dao)(dao)整個管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)系(xi)(xi)的完整性(xing)(xing)及(ji)安(an)全(quan)運行。彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)除(chu)了用作為(wei)改(gai)變(bian)介質(zhi)流動(dong)(dong)方向外,還起(qi)到(dao)(dao)提(ti)高(gao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)路柔(rou)性(xing)(xing),緩(huan)解管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)振動(dong)(dong)和約束力(li),對熱膨(peng)脹起(qi)補償(chang)等(deng)作用。。
不(bu)銹鋼(gang)彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)使用極為廣泛(fan),所(suo)采(cai)用的(de)(de)(de)(de)(de)材料及制(zhi)造方法也(ye)呈(cheng)現(xian)多樣化。然而,彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)應力(li)分(fen)布尚為人(ren)們所(suo)忽略,在(zai)決定彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)結構尺寸時,一般將(jiang)其(qi)近似地看(kan)作(zuo)為受(shou)內壓(ya)作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)直管(guan)(guan)(guan)(guan)或容器(qi)來處理。不(bu)考慮(lv)在(zai)實際(ji)運行(xing)(xing)中的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)件,由于壓(ya)力(li)、溫度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)波動(dong)(dong),流體的(de)(de)(de)(de)(de)流動(dong)(dong)方向改變(bian)所(suo)產生的(de)(de)(de)(de)(de)離心力(li),以(yi)及幾何尺寸、制(zhi)造、安裝(zhuang)及其(qi)他種(zhong)種(zhong)因素(su)所(suo)造成的(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)加(jia)載荷的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)影響。也(ye)就是(shi)說,彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)除了受(shou)內壓(ya)作(zuo)用外(wai),還可能受(shou)到(dao)來自各個(ge)方向的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)和力(li)矩的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用,以(yi)及各種(zhong)管(guan)(guan)(guan)(guan)道支架的(de)(de)(de)(de)(de)支反力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用等(deng),因此,彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)所(suo)受(shou)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)載荷工況是(shi)比較(jiao)復(fu)(fu)雜的(de)(de)(de)(de)(de),對(dui)含(han)半橢圓(yuan)表面裂紋缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)壓(ya)彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan),由于缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai),管(guan)(guan)(guan)(guan)件的(de)(de)(de)(de)(de)受(shou)力(li)更加(jia)復(fu)(fu)雜。為了保證超高(gao)壓(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)道安全(quan)、高(gao)效的(de)(de)(de)(de)(de)運行(xing)(xing),必(bi)須對(dui)超高(gao)壓(ya)不(bu)銹鋼(gang)彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)及含(han)半橢圓(yuan)表面裂紋缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)壓(ya)不(bu)銹鋼(gang)彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學行(xing)(xing)為深入研究(jiu),從而為超高(gao)壓(ya)彎(wan)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)安全(quan)評估(gu)提供(gong)有(you)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)依據。
傳統的(de)(de)設計不(bu)銹(xiu)鋼彎管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)方(fang)法要求結構內的(de)(de)最大應(ying)力(li)小于材料的(de)(de)許用(yong)應(ying)力(li),但在(zai)用(yong)壓力(li)管(guan)(guan)(guan)(guan)道由于整體減薄(bo)、沖蝕減薄(bo)或其他原因,往往不(bu)能滿(man)足(zu)設計準(zhun)則(ze)的(de)(de)要求。為(wei)了充分發(fa)揮管(guan)(guan)(guan)(guan)道的(de)(de)承載能力(li),在(zai)保證系統安全(quan)運行的(de)(de)前(qian)提下(xia),可以(yi)適當放寬對管(guan)(guan)(guan)(guan)道內應(ying)力(li)的(de)(de)限制,允許管(guan)(guan)(guan)(guan)道發(fa)生局(ju)部的(de)(de)塑性變(bian)形,以(yi)達到延長使(shi)用(yong)周(zhou)期、降低(di)維護費用(yong)的(de)(de)目的(de)(de)。