絕緣接頭的結論與建議
掃描電鏡觀察發現,該法蘭基體組織中枝晶缺陷異常發達,法蘭縱截面上大量聚集分布的枝晶露頭幾乎擴展到法蘭外表面層。枝晶露頭和縮孔在法蘭基體中星羅棋布的存在現象說明,該法蘭基體為鑄態組織,法蘭并非采用鍛造生產工藝制造,其屬于鑄件法蘭。這也是在法蘭的斷口觀察中,發現整個斷口面宏觀幾乎呈結晶形貌,微觀呈解理形貌的原因所在。
1、法蘭斷裂過程分析
法蘭斷口宏觀觀察可知,整個斷口3/4區域較為粗糙,1/4區域斷口較為平滑,且與其斷口平滑區域所對應周圍絕緣層材料顏色較其它位置暗淡,絕緣層材料表層具有明顯的非均勻剝落現象,其屬于高壓流體沖刷腐蝕特征。沖刷腐蝕特征以9點鐘位置附近最為嚴重,向兩側腐蝕特征逐漸減弱,該區域覆蓋了7:30—10:30范圍。由此可說明,
絕緣接頭斷裂不屬于一次性快速斷裂失穩,應是在局部沖刷腐蝕區先發生開裂,造成高壓氣體泄漏,而后隨著高壓氣體的不斷沖蝕,使得管體承載能力持續下降,最后導致絕緣接頭瞬時完全斷裂。
取樣前現場測量結果表明,右側法蘭斷口處袖管與南側法蘭接頭連接袖管成約5°的彎曲角度,原管線向西方向彎曲,9點鐘方向位置恰好為管線彎曲后的外弧側。據受力分析,管線彎曲后,其彎曲段外弧側會附加一個彎曲拉應力的作用。斷裂短節管的直徑測量可知,靠近斷口處袖管的直徑較遠離斷口處管體外徑明顯減小,表現出縮頸的現象。對斷口處試樣進行顯微組織分析結果表明,8點鐘位置的組織存在明顯的流線變形,而遠離該區域的1點等處斷口試樣顯微組織觀察結果未見明顯的組織變形現象。這一現象說明,該絕緣接頭在斷裂前,斷口附近處曾承受過較大的應力應變。能有效緩解,軸向負荷就直接傳到絕緣接頭上,致管線抗附加軸向變形能力下降。
在管路系統中,絕緣接頭布局欠合理,距離站場外圍墻只有約1.5m,圍墻內又是站內工作專用通道,穿越圍墻和工作專用通道的鋼管采用了套管保護措施,使得與該絕緣接頭相連接的左側鋼管段軸向處于非約束狀態,從而導致站內管道對站外絕緣接頭的軸向載荷貢獻增大。
絕緣接頭是管道中薄弱結構件之一,該絕緣接頭恰好位于管路彎曲最嚴重處,上述不利因素所產生的彎曲附加應力加速了其斷裂過程的發生。綜上所述,該絕緣接頭選用鑄件法蘭,材料又存在夾渣缺陷,抗斷裂能力差,是絕緣接頭斷裂的主要原因;該站外管道鋪設與原設計圖不一致,管路系統中絕緣接頭布局欠合理,管線軸向附加應力不能有效釋放,導致管道抗軸向變形能力下降,加速了絕緣接頭的斷裂。
2、結論與建議
1)該
絕緣接頭斷裂屬于脆性失穩斷裂。
2)該絕緣接頭選用鑄件法蘭,材料存在的夾渣缺陷,抗斷裂能力差,是絕緣接頭斷裂失效的主要原因。
3)該站外管線鋪設與原設計圖不符,管路系統中絕緣接頭布局欠合理,導致管道抗彎曲和軸向變形能力下降,從而加速了絕緣接頭的斷裂。要杜絕此類事故的再次發生,必須加強絕緣接頭的質量控制,禁止不符合標準要求的產品進入施工現場;強化管道布局設計審核和現場施工監督工作。
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絕緣接頭廠家,絕緣接頭是同時具有埋地鋼質管道要求的密封性能、強度性能和電防腐蝕所要求的絕緣性能的管道接頭的統稱。它包含組合件、絕緣板、填料、密封環、短管等。絕緣接頭是根據絕緣法蘭在使用中存在的問題進行改進的換代產品,是鋼質管道陰極保護系統中必不可少的重要壓力元件,廣泛應用于鋼制管道的陰極保護系統。