某天然气管道三通开裂原因分析

黄佳建

(广船国际有限公司,广州 511464)

三通管件作为连接结构在管道工程中应用广泛，其质量的优劣对管道的安全至关重要[1]。某公司天然气管道三通管件，材料为ASTM A234 WPB钢，使用约5 a(年)后，在定期做磁粉检验时发现表面有2条长裂纹，经磨抛处理后观察，裂纹1长度约25 mm，裂纹2长度约55 mm，如图1和图2所示。

图1 开裂三通宏观形貌Fig.1 Macro morphology of the cracked tee

图2 裂纹宏观形貌Fig.2 Macro morphology of the cracks

为找出三通开裂的原因，笔者对开裂三通进行了一系列理化检验，以期此类事故不再发生。

1 理化检验

1.1 化学成分分析

在开裂三通上截取试样，采用美国热电ARL3460型火花直读光谱仪对其进行化学成分分析，结果见表1。可见该开裂三通的化学成分符合ASTM A234/234M-18StandardSpecificationforPipingFittingsofWroughtCarbonSteelandAlloySteelforModerateandHighTemperatureService对ASTM A234 WPB钢的成分要求。

表1 开裂三通的化学成分(质量分数)Tab.1 Chemical compositions of the cracked tee(mass fraction) %

1.2 拉伸性能试验

在开裂三通上截取试样，对其进行室温拉伸试验，结果见表2。可见该开裂三通的拉伸性能符合ASTM A234/234M-18的技术要求。

表2 开裂三通的拉伸性能试验结果Tab.2 Tensile properties test results of the cracked tee

1.3 布氏硬度测试

在开裂三通上截取试样，对其进行布氏硬度测试，结果见表3。可见该开裂三通的硬度符合ASTM A234/234M-18的技术要求。

表3 开裂三通的布氏硬度测试结果Tab.3 Brinell hardness test result of the cracked tee

1.4 宏观分析

在裂纹1、裂纹2管段的横截面和无裂纹管段的环向、纵向分别截取一个试样，用体积比为1∶1的盐酸水溶液在70 ℃下浸蚀，如图3所示。可见裂纹两侧颜色较深，深色带沿裂纹走向一直延伸至内壁，无裂纹处环向截面试样也存在此条带。此外，4个试样均可见沿管材环向或纵向的黑色线条，用体视显微镜放大后观察，黑色的线条为不连续的孔洞[2]。……