天然氣管道彎管開裂原因分析

(國網浙江省電力有限公司 電力科學研究院，杭州 310014)

0 引言

某機組系390 MW燃氣發電機組，投運生產至今將近一年(11個月)，在日前的停機狀態下，發現距離前置模塊彎頭東側地面有氣泡冒出，對埋地管道進行開挖后，確認是天然氣管道發生泄漏。

該彎管尺寸規格為?273 mm(管徑)×10 mm(壁厚)，材料L450QB，彎管弧度半徑R=1 090 mm，是熱軋外部并采用3PE防腐，彎管出廠前做過水壓試驗，安裝后由于填埋在地下無法進行水壓試驗。類似問題在基建期間另一機組前置模塊入口的彎管也發生過，當時未深入分析，僅進行了更換處理。為防止類似泄漏事故再次發生，保證設備安全運行，對該開裂彎管和同管道直段部分進行組織和性能對比，并進行裂紋擴展機理分析[1]。

1 宏觀形貌分析

失效管道為一段彎管，裂紋位于彎管背弧側，上下兩個起弧位置各有1條裂紋。取其中1條天然氣彎管裂紋做宏觀形貌分析(見圖1)，此處裂紋長度在90 mm左右，環向開裂;同時，對該處裂紋附近區域進行打磨處理，并采用ZEISS Stemi 2000-C型體視顯微鏡對其進行宏觀檢查，打磨后的裂紋在管壁外環更為明顯(如圖2所示)，裂紋平直且貫穿內外壁。失效管段沒有明顯的腐蝕減薄，也沒有宏觀可見的點蝕。

圖1 彎管裂紋宏觀形貌

圖2 彎管裂紋打磨后形貌

2 化學成分分析

在發生開裂的彎管附近和未發生開裂的遠端直段的管道上分別取樣，在火花直讀光譜儀上進行成分分析，結果如表1所示。

表1 材料成分分析結果 %

從表1中可以看出，開裂彎管裂紋附近和遠端直段材料的C含量分別達到0.269%和0.264%，遠高于QSY GJX 101—2010《天然氣輸送管道用鋼管通用技術條件》中不超過0.12%的要求。……