[發(fā)明專利]基于管道環(huán)焊縫強(qiáng)度匹配的鋼管縱向強(qiáng)度質(zhì)量控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010549721.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN111872592B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何小東;陳宏遠(yuǎn);池強(qiáng);霍春勇;李為衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所
• 主分類號(hào): B23K31/12
• 分類號(hào): B23K31/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發(fā)明公開了基于管道環(huán)焊縫強(qiáng)度匹配的鋼管縱向強(qiáng)度質(zhì)量控制方法，過程包括確定鋼管的強(qiáng)度級(jí)別、收集等強(qiáng)度焊材的實(shí)際焊縫金屬?gòu)?qiáng)度數(shù)據(jù)、計(jì)算焊縫金屬?gòu)?qiáng)度正態(tài)分布均值和標(biāo)準(zhǔn)差、計(jì)算焊縫金屬的最小強(qiáng)度、確定鋼管縱向強(qiáng)度的均值、確定鋼管縱向最小強(qiáng)度、計(jì)算鋼管縱向強(qiáng)度正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)差、計(jì)算鋼管縱向最大強(qiáng)度、確定鋼管縱向強(qiáng)度控制范圍、制修訂鋼板技術(shù)條件和質(zhì)量控制方案。采用該方法，從源頭實(shí)現(xiàn)鋼管縱向強(qiáng)度控制，從而確保管道環(huán)焊縫強(qiáng)度匹配為等強(qiáng)，避免了原有采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鋼管周向最小拉伸強(qiáng)度來選擇焊接工藝和焊接材料所導(dǎo)致的環(huán)焊縫實(shí)際強(qiáng)度低于鋼管縱向強(qiáng)度，從而極大降低了管道環(huán)焊縫斷裂事故的發(fā)生，保障了管道安全運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于管道環(huán)焊縫焊接和鋼管制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于管道環(huán)焊縫強(qiáng)度匹配的鋼管縱向強(qiáng)度質(zhì)量控制方法。

背景技術(shù)

隨著對(duì)能源的需求不斷增加，世界范圍內(nèi)開始大規(guī)模建設(shè)油氣輸送管道。但長(zhǎng)輸油氣輸送管道常穿越沙漠、平原、水域、山地等復(fù)雜地域和人口密集的城鎮(zhèn)，其安全可靠運(yùn)行對(duì)于社會(huì)和自然環(huán)境具有重要意義，一旦發(fā)生失效將導(dǎo)致災(zāi)難性事故。統(tǒng)計(jì)表明，國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)輸管道失效事故大部分表現(xiàn)為環(huán)焊縫斷裂，而環(huán)焊縫的強(qiáng)度匹配對(duì)管道斷裂失效起著至關(guān)重要的作用。

目前，國(guó)內(nèi)外管道環(huán)焊縫接頭一般都采用“等強(qiáng)設(shè)計(jì)”或“高強(qiáng)匹配”原則，焊接工藝評(píng)定所選擇焊接材料是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鋼管管體最小周向強(qiáng)度(橫向強(qiáng)度)來確定。但是，管道通過環(huán)焊縫連接相鄰的兩根鋼管，因此，鋼管管體的周向強(qiáng)度與環(huán)焊縫焊接接頭強(qiáng)度匹配沒有直接聯(lián)系。同時(shí)，長(zhǎng)輸油氣管道所采用的鋼管來源于不同鋼管廠采用不同鋼廠的鋼板制造而成，其實(shí)際強(qiáng)度是分散的。而且，大多數(shù)國(guó)家的管道設(shè)計(jì)仍然采用較多的應(yīng)力設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)文件和制造標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件只規(guī)定了鋼管的周向強(qiáng)度，對(duì)鋼管的縱向強(qiáng)度沒有具體控制要求，也沒有基于管道環(huán)焊縫強(qiáng)度匹配要求來控制鋼管的縱向強(qiáng)度方法。如果仍用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋼管管體周向強(qiáng)度來選擇焊接材料和工藝是根本解決不了環(huán)焊縫接頭強(qiáng)度匹配的問題，極有可能導(dǎo)致管道環(huán)焊縫斷裂失效，從而發(fā)生災(zāi)難性事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)采用鋼管周向強(qiáng)度確定管道環(huán)焊縫強(qiáng)度匹配的局限性，提供了一種基于管道環(huán)焊縫強(qiáng)度匹配的鋼管縱向強(qiáng)度質(zhì)量控制方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

基于管道環(huán)焊縫強(qiáng)度匹配的鋼管縱向強(qiáng)度質(zhì)量控制方法，包括如下步驟：

S1，確定鋼管的強(qiáng)度級(jí)別Rt；

S2，收集等強(qiáng)度焊材的實(shí)際焊縫金屬?gòu)?qiáng)度數(shù)據(jù)；

S3，對(duì)收集的等強(qiáng)度焊材的實(shí)際焊縫金屬?gòu)?qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布統(tǒng)計(jì)，利用收集的等強(qiáng)度焊材的實(shí)際焊縫金屬?gòu)?qiáng)度數(shù)據(jù)計(jì)算焊縫金屬?gòu)?qiáng)度的均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差σ；

S4，根據(jù)正態(tài)分布的3σ準(zhǔn)則，利用焊縫金屬?gòu)?qiáng)度的均值和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算焊縫金屬的最小強(qiáng)度Rw；

S5，根據(jù)焊縫金屬的最小強(qiáng)度Rw確定鋼管縱向強(qiáng)度的均值ω；

S6，根據(jù)鋼管的強(qiáng)度級(jí)別Rt以及管道環(huán)焊縫驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)文件確定鋼管縱向最小強(qiáng)度Ro；

S7，根據(jù)鋼管縱向強(qiáng)度的均值ω和鋼管縱向最小強(qiáng)度Ro計(jì)算鋼管縱向強(qiáng)度正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)差λ；

S8，根據(jù)鋼管縱向強(qiáng)度的均值ω和鋼管縱向強(qiáng)度正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)差λ計(jì)算鋼管縱向最大強(qiáng)度Rp；

S9，確定鋼管縱向強(qiáng)度控制范圍為Ro~Rp；

S10，根據(jù)鋼管縱向強(qiáng)度控制范圍為Ro~Rp修訂鋼板技術(shù)條件和質(zhì)量控制方案。

優(yōu)選的，S1中，根據(jù)管道設(shè)計(jì)文件，確定所采用鋼管的強(qiáng)度級(jí)別。

優(yōu)選的，S2中，根據(jù)焊接接頭等強(qiáng)設(shè)計(jì)原則，確定所選用的焊材牌號(hào)并收集實(shí)際焊縫金屬?gòu)?qiáng)度的數(shù)據(jù)。