GBT 30582-2014 基于風(fēng)險的埋地鋼質(zhì)管道外損傷檢驗與評價

基于風(fēng)險的埋地鋼質(zhì)管道ofexternaldamageforburiedsteI前言 Ⅲ 1 13術(shù)語和定義 1 25數(shù)據(jù)收集 3 57埋地鋼質(zhì)管道合于使用評價 8外損傷綜合評價 20附錄A(規(guī)范性附錄)管道外損傷檢驗方法及檢驗比例 22附錄B(規(guī)范性附錄)材料性能測試方法 29附錄C(規(guī)范性附錄)體積型缺陷管道剩余強(qiáng)度評價 附錄D(規(guī)范性附錄)含凹陷管道的剩余強(qiáng)度評估 40附錄E(規(guī)范性附錄)不良條件下埋地鋼質(zhì)管道安全評定 附錄F(規(guī)范性附錄)埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕剩余壽命預(yù)測 本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC262)提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國特種設(shè)備檢測研究院、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局特種設(shè)備安全監(jiān)察局、中國石油大學(xué)(北京)、北京科技大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、中國石油化工股份有限公司鎮(zhèn)海煉化分公司、上海質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、中國石油西南油氣田安全環(huán)保與技術(shù)監(jiān)督研究院、深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司、中國石油天然氣集團(tuán)公司長慶油田分公司、中國石油天然氣股份有限公司大慶油田特種設(shè)備檢驗中心、中國石油化工股份有限公司油品銷售事業(yè)部、上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院、中國石油化工股份有限公司上海高橋石化分公司。1GB/T223(適用部分)鋼鐵及合金化學(xué)分析方法GB/T228.1金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法GB/T655化學(xué)試劑過硫酸銨GB/T4334.1金屬和合金的腐蝕不銹鋼晶間腐蝕試驗方法GB/T4340.1金屬材料維氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T9711石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管GB/T9854化學(xué)試劑二水合草酸(草酸)JB/T4730(適用部分)承壓設(shè)備無損檢測國質(zhì)檢鋼(2003)108號在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程(試行)24總則3b)材質(zhì)；45防護(hù)不良條件下直接檢測焊接缺陷無損檢測潛在辨識機(jī)械破壞直接檢測方案外腐蝕直接檢測驗結(jié)論67g)檢驗記錄格式6.3基于風(fēng)險的外損傷檢驗過程c)停用超過1年后再啟用的；86.3.2.2.5陰極保護(hù)系統(tǒng)檢測應(yīng)包括陰極保護(hù)效果檢測和陰極保護(hù)設(shè)施狀況檢測。檢測對象包括外加a)針對外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)管道風(fēng)險等級為高或較高等級時，應(yīng)進(jìn)行100%密間隔斷電電常時，應(yīng)對該處前后管段進(jìn)行100%密間隔斷電電位檢測；等級時，應(yīng)進(jìn)行100%密間隔電位檢測；當(dāng)管道風(fēng)險等級為中或低風(fēng)險等級時，應(yīng)在電位測試6.3.2.2.6排流系統(tǒng)檢測應(yīng)包括排流效果檢測和排流設(shè)施檢測。檢測對象包括直流排流和交流排流系檢測等方法檢測排流效果。交流接地體安全距離的測量范圍應(yīng)包括已知交流接地體安全距離標(biāo)與高程測量。計算管道中心線位移量；d)斷層區(qū)管道不開挖檢驗項目有：管道途經(jīng)地區(qū)地質(zhì)斷層狀況調(diào)查，管道的走向、位置和埋深96.3.3.2.2外腐蝕開挖點數(shù)量確定原則見表1。每條管道應(yīng)至少開挖一處。管道類別1234不開挖不開挖GB1-Ⅲ級次高壓燃?xì)夤艿馈B1-VGB1-V級和GB1-V級中壓燃?xì)夤艿啦婚_挖不開挖注：當(dāng)有機(jī)械破壞和不良條件管體檢驗需要的開挖點時，開挖數(shù)量可納入本表所需比6.3.3.2.4外防腐層直接檢測a)應(yīng)對開挖探坑中露出的防腐層全部進(jìn)行檢測；b)進(jìn)行防腐層厚度檢測時，應(yīng)檢測管道截面12個時鐘位置的厚度。6.3.3.2.5管地電位檢測應(yīng)在開挖處使用飽和硫酸銅參比電極檢測近參比管地電位。步鑒定方法見A.2;d)內(nèi)腐蝕尺寸檢測：應(yīng)采用外壁漏磁、超聲掃描成像或超聲測厚等技術(shù)判斷管道是否存在內(nèi)腐e)選取未腐蝕區(qū)域進(jìn)行管道壁厚的檢測，應(yīng)檢測管道截面12個時鐘位置的厚度。c)管體缺陷無損檢測：應(yīng)對凹陷的邊緣和溝槽狀缺陷進(jìn)行磁粉檢測，并對凹陷底部進(jìn)行射線檢測。具體檢測方法見A.4。國家質(zhì)檢總局認(rèn)可的其他無損檢測方法。6.3.3.5.2焊接缺陷無損檢測應(yīng)與探坑檢測、露管段檢測相結(jié)合。開挖檢測部位的焊接接頭應(yīng)100%無f)硬度檢驗和厚度測試中發(fā)現(xiàn)異常的焊接接頭；g)檢驗人員和使用單位認(rèn)為需要抽查的其他焊接接頭。7埋地鋼質(zhì)管道合于使用評價7.1.1外損傷檢驗完成后，應(yīng)及時開展埋地鋼質(zhì)管道合于使用評價(以下簡稱合于使用評7.1.3評價機(jī)構(gòu)必須制定合于使用評價方案(包括安全措施和應(yīng)急預(yù)案),征詢使用單位的意見，并由評價機(jī)構(gòu)授權(quán)的技術(shù)負(fù)責(zé)人審批，合于使用評價人員必須嚴(yán)格按照批準(zhǔn)后的合于使用評價方案進(jìn)行評7.2.1一般要求7.2.1.1對材質(zhì)不明，以及有可能發(fā)生H?S等應(yīng)力腐蝕，或者使用年限已經(jīng)超過15年并且發(fā)生過與應(yīng)GB/T30582—20147.2.1.2材料適用性評價應(yīng)在材料性能試驗的基礎(chǔ)上，開展化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能、特殊服役條件評價等工作。7.2.1.3輸送石油天然氣介質(zhì)的管道材料適用性評價見7.2.2與7.2.3,輸送其他介質(zhì)的管道材料適用性評價參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。7.2.2測試種類與數(shù)量根據(jù)材料適用性評價項目開展材料測試，測試種類與數(shù)量見表2,測試方法見附錄B。材料性能測試應(yīng)由具有國家實驗室相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行。表2測試種類與數(shù)量電阻焊管√√√√2√√√√2√√√√2√√√√3√√√3√√√√3√√√√3√√√3一√√√3熱影響區(qū)√√√3√√√√2√√√√3焊縫” √√√3√√√√3熱影響區(qū)√√√√3√√√√1HIC測試√√√√3√√√√3√√√√3晶間腐蝕測試√√√√2焊縫'√√√2環(huán)焊縫'√√√√2熱影響區(qū)√√√√2注：對于不宜取樣的管段可采用微損傷試樣進(jìn)行力學(xué)性能測試，測試方法可參考相關(guān)文獻(xiàn)。未經(jīng)壓平。若管道壁溫≥0℃,可不進(jìn)行夏比V型缺口低溫沖擊韌性測試。若管道運行環(huán)境中無硫化物存在，可不進(jìn)行HIC和SCC測7.2.3材料適用性評價要求各鋼級的化學(xué)成分應(yīng)達(dá)到表3～表5對應(yīng)要求，表3～表5中沒有對應(yīng)的鋼級或者供貨商原始標(biāo)準(zhǔn)高于表3～表5的，應(yīng)達(dá)到供貨商提供的原始標(biāo)準(zhǔn)要求；二者都不能滿足的，應(yīng)達(dá)到實際使用要求。表中的碳當(dāng)量CEw或CEpm應(yīng)根據(jù)待測材料成分按式(1)或式(2)進(jìn)行計算： (1) (2)表3化學(xué)成分要求(壁厚≤25.0mm的PSL1級鋼管)CPSV最小無縫鋼管dd4dd4d t111焊接鋼管—d4d444444fttf 最大銅(Cu)含量為0.50%;最大鎳(Ni)含量為0.50%,最大鉻(Cr)含量為0.50%,最大鉬(Mo)含量為0.15%.對于L360/X52及以下鋼級，不得隨意加入Cu,Cr,Ni.碳(C)含量比規(guī)定最大碳含量減少0.01%,則允許錳(Mn)含量比規(guī)定最大的錳(Mn)含量高0.05%,但進(jìn)行如下限制：對于L245/B≤鋼級≤L360/X52最大的錳(Mn)含量不得超過1.65%;對于L36X70最大的錳(Mn)含量不得超過1.75%,對于L485/X70鋼級最大的錳(Mn)含量不得超過2.00%.除另有協(xié)議外，鈮(Nb)含量和釩(V)含量之和應(yīng)≤0.06%.鈮(Nb)含量、釩(V)含量和鈦(Ti)含量之和應(yīng)≤0.15%.除另有協(xié)議外，除另有協(xié)議外，鈮(Nb)含量、饑(V)含量和鈥(Ti)含量之和應(yīng)≤0.15%。碳當(dāng)量*/%(最大)CPSV無縫和焊接鋼管dd.th4hh6同焊接鋼管44thh·依據(jù)產(chǎn)品分析結(jié)果，壁厚>20.0mm的無縫鋼管，碳當(dāng)量的極限值應(yīng)協(xié)商確定。碳含量大于0.12%使用CEaw,碳含量比規(guī)定的最大碳含量每減少0.01%,允許錳含量比規(guī)定最大錳含量高0.05%,對鋼級≤L360(X52)的錳含量不得超過1.65%;對于鋼級>L360(X52)但<L485(X70)的不得超過1.75%;對于鋼級≥L485(X70)但≤L555(X80)的錳含量不得超過2.00%;對于鋼級>L555(X80)的錳含量不得超過2.20%.除另有協(xié)議外，鈮(Nb)含量和釩(V)含量之和應(yīng)≤0.06%.‘除另有協(xié)議外，鈮(Nb)含量、釩(V)含量和鈦(Ti)含量之和應(yīng)≤0.15%.除另有協(xié)議外，最大銅(Cu)含量為0.05%,最大鎳(Ni)含量為0.30%,最大鉻(Cr)含量為0.30%,最大鉬(Mo含量為0.15%.除另有協(xié)議外。‘除另有協(xié)議外，鈮(Nb)含量、釩(V)含量和鈦(Ti)含量之和應(yīng)≤0.15%。除另有協(xié)議外，最大銅(Cu)含量為0.05%,最大鎳(Ni)含量為0.50%,最大鉻(Cr)含量為0.50%,最大鉬(Mo)含量為0.50%。除另有協(xié)議外，最大銅(Cu)含量為0.05%,最大鎳(Ni)含量為1.00%,最大鉻(Cr)含量為0.50%,最大鉬(Mo)含量為0.50%.最大礎(chǔ)(B)含量為0.004%.碳當(dāng)量'/%(最大)CPSV無縫和焊接鋼管ff—接鋼管一一a‘依據(jù)產(chǎn)品分析結(jié)果，碳含量大于0.12%使用CEm,碳含量小于或等于0.12%使用CE碳含量比規(guī)定的最大碳含量每減少0.01%,允許錳含量比規(guī)定最大錳含量高0.05%,最大增加0.20%.·Ala≤0.060%;N≤0.012%;Al/N≥2(不適合飲鎮(zhèn)靜鋼或鈦處理鋼);Cu≤0.35%(如果協(xié)議，Cu≤0.10%);在焊管有意增加鈣(Ca)含量的情況下，除另有協(xié)議外，如果S>0.0015%,則Ca/S≥1.5.對鋼管鈣(Ca)含量應(yīng)≤0.006%。*無縫鋼管的最大硫(S)含量可增加至0.008%,而且如果協(xié)議焊管可增至0.006%。對于硫(S)含量水平較高的焊管，可協(xié)議確定較低的Ca/S.除另有協(xié)議外，鈮(Nb)含量和釩(V)含量之和應(yīng)≤0.06%.鈮(Nb)含量、釩(V)含量和鈦(Ti)含量之和應(yīng)≤0.15%.h對于無縫鋼管，表列值可增加0.03%.如果協(xié)議，鉻(Cr)含量應(yīng)≤0.45%,‘如果協(xié)議，絡(luò)(Cr)含量應(yīng)≤0.45%且鎳(Ni)含量應(yīng)≤0.50%.7.2.3.2金相組織要求應(yīng)對管道的母材和焊縫進(jìn)行顯微組織和夾雜物金相分析，試樣應(yīng)未出現(xiàn)明顯的由硫化氫等導(dǎo)致的環(huán)境開裂。7.2.3.3力學(xué)性能要求7.2.3.3.1抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度要求抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度應(yīng)符合表6對應(yīng)的鋼級代號要求，表6中沒有對應(yīng)鋼級代號的或者供貨商原始標(biāo)準(zhǔn)高于表6的，以原始標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。達(dá)不到原始要求的，按照表6對應(yīng)的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)鋼級進(jìn)行分析。其他鋼質(zhì)管道材料拉伸性能可參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。表6管道拉伸性能要求斷裂韌性性能應(yīng)滿足表7的要求。若管道所用鋼材的鋼級不在表7范圍之內(nèi)，則應(yīng)按照實測的最低屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度對應(yīng)表6中鋼級，當(dāng)屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度位于兩個鋼級之間時，應(yīng)取較高的鋼級以確定其沖擊韌性的要求。應(yīng)根據(jù)夏比V型缺口沖擊性能斷裂韌性測試結(jié)果制定相應(yīng)的韌脆轉(zhuǎn)變曲線。鋼管外徑D/mm鋼管外徑D/mm對于螺旋焊縫、環(huán)焊縫和熱影響區(qū)等特殊區(qū)域試樣，其夏比V型缺口沖擊性母材相同測試溫度條件下，3個試樣的最小沖擊功平均值為40J,單個試樣的最小沖擊功平均值為———試樣類別階梯組織晶界無腐蝕溝，品粒呈臺階狀晶界有腐蝕溝，但沒有一個晶粒被腐蝕溝包圍品界有腐蝕溝，個別或全部晶粒被腐蝕溝包圍鑄造試樣和焊縫區(qū)(包括焊縫和熱影響區(qū))晶界無腐蝕溝，鐵素體被顯現(xiàn)鑄造試樣和焊縫區(qū)(包括焊縫和熱影響區(qū))凹坑組織I壓力加工試樣、鑄造試樣和焊縫區(qū)(包括焊縫和熱影響區(qū))凹坑組織Ⅱ壓力加工試樣、鑄造試樣和焊縫區(qū)(包括焊縫和熱影響區(qū))7.3.3.1一般要求c)缺陷深度在管道壁厚的20%～80%之間；d)缺陷處及其附近區(qū)域無其他表面缺陷或埋藏缺陷；e)無明顯塑性變形與應(yīng)力集中；f)不承受疲勞載荷、動態(tài)沖擊載荷。7.3.3.2單一體積型缺陷管道剩余強(qiáng)度評估7.3.3.2.1當(dāng)管段只含一個獨立的缺陷時，采用單一體積型缺陷管道剩余強(qiáng)度評估方法。該方法分為彼此獨立的3個等級，根據(jù)獲得數(shù)據(jù)的完整性及管道使用單位的要求選擇一級、二級或三級。7.3.3.2.2一級評估見C.1.1。7.3.3.2.3二級評估見C.1.2。7.3.3.2.4三級評價采用有限元分析方法，依據(jù)管道材料屬性選用下列相應(yīng)失效準(zhǔn)則：a)彈性極限準(zhǔn)則：缺陷處的Mises等效應(yīng)力不超過管材的屈服強(qiáng)度；b)塑性極限狀態(tài)失效準(zhǔn)則：缺陷處的Mises等效應(yīng)力不超過管材的抗拉強(qiáng)度；c)塑性失效準(zhǔn)則：缺陷處的Mises等效應(yīng)力不超過管材的后屈服點。7.3.3.3相互作用體積缺陷管道剩余強(qiáng)度評估當(dāng)管段分布有多個缺陷時(見圖3),如缺陷之間的相對位置滿足下列任一條件，則作為單一體積缺a)相鄰缺陷之間的環(huán)向角φ滿足式(3) (3)b)相鄰缺陷之間的縱向間距s滿足式(4) (4)式中：δ——管道壁厚，單位為毫米(mm);D——管道外徑，單位為毫米(mm)。圖3管道上缺陷位置與尺寸7.3.4含凹陷管道的剩余強(qiáng)度評估7.3.4.1適用于受外部硬物擠壓或碰撞而產(chǎn)生無劃傷和含劃傷凹陷的埋地鋼質(zhì)管道的剩余強(qiáng)度評估方法。a)含徑向變形不大于管道外徑6%的凹陷；重大維修措施管道外損傷綜合評價等級管道本體評價等級123411234222343333443344管道類型土壤腐蝕性檢測項目電阻率電位氧化還原電位中風(fēng)險中風(fēng)險 一中風(fēng)險一中風(fēng)險—一中風(fēng)險一 中風(fēng)險一一 中風(fēng)險 表A.1(續(xù))管道類型土壤腐蝕性檢測項目電阻率電位氧化還原電位中風(fēng)險 一一一—GB1-V級、GB1-V級、中風(fēng)險中風(fēng)險 —一中風(fēng)險中風(fēng)險一中風(fēng)險一—一—中風(fēng)險 中風(fēng)險一 注1:全部指所有開挖檢測點進(jìn)行土壤腐蝕性檢測，表中百分?jǐn)?shù)是指應(yīng)在開挖檢測點進(jìn)行土注2:當(dāng)存在腐蝕活性時，應(yīng)增加土壤腐蝕性檢管道類型風(fēng)險等級整體狀況不開挖檢測破損點不開挖檢測高風(fēng)險—中風(fēng)險高風(fēng)險中風(fēng)險一一高風(fēng)險中風(fēng)險—高風(fēng)險中風(fēng)險高風(fēng)險中風(fēng)險單井站至集輸站高風(fēng)險中風(fēng)險—高風(fēng)險中風(fēng)險—高風(fēng)險中風(fēng)險表A.2(續(xù))管道類型風(fēng)險等級整體狀況不開挖檢測破損點不開挖檢測GB1-V級、GB1-V級、高風(fēng)險一中風(fēng)險一 高風(fēng)險一中風(fēng)險高風(fēng)險中風(fēng)險一高風(fēng)險中風(fēng)險一 高風(fēng)險中風(fēng)險一高風(fēng)險中風(fēng)險— 高風(fēng)險中風(fēng)險一注：當(dāng)兩種檢測方法結(jié)果存在差異時應(yīng)開挖驗證。A.2腐蝕產(chǎn)物現(xiàn)場辨識黑紅棕至黑紅棕黑棕綠或白灰A.3.2.1探針法Ls=max{0.18√DE,12.7}………………圖A.1腐蝕區(qū)域危險厚度截面網(wǎng)格劃分A.3.3相鄰?fù)飧g的尺寸確定A.3.3.1當(dāng)兩個相鄰腐蝕之間未腐蝕區(qū)域最小尺寸小于25mm時，應(yīng)視為同一腐蝕，即軸向腐蝕長度為兩個腐蝕長度與未腐蝕區(qū)域長度之和。A.3.3.2當(dāng)兩個相鄰腐蝕之間未腐蝕區(qū)域最小尺寸小于6倍壁厚(6t)時，應(yīng)視為同一腐蝕計算其環(huán)向投影的長度。A.3.3.3在不考慮腐蝕的軸向、環(huán)向投影長度時，按圖A.2的步驟確認(rèn)相鄰腐蝕的尺寸。步驟1:畫出一個長方形，它完全包圍了減薄區(qū)。測量在此長方形中的最大的軸向范圍s(英寸或毫米)及環(huán)向范圍c(英寸或毫米)。這兩個尺寸在評價中將用于確定減薄區(qū)的面積。步驟2:圍著減薄區(qū)畫出第二個長方形，其尺寸為第一個長方形的2倍(2;×2c)。圖A.2相鄰腐蝕區(qū)域尺寸的確定方法A.4凹陷變形尺寸檢測A.4.1凹陷長度1指d/2凹陷深度對應(yīng)的凹陷軸向長度，如圖A.3。圖A.3凹陷長度的定義A.4.2管道凹陷變形尺寸主要通過內(nèi)檢測的變徑測徑器獲得。未進(jìn)行內(nèi)檢測的管道的凹陷，可使用正圓輪廊進(jìn)行參照，測量變形與正圓輪廓之間的距離，需至少測量凹陷變形的12個時鐘位置，可加密測量，如圖A.4所示。20圖A.4管道凹陷的環(huán)向和軸向輪廓示意圖(規(guī)范性附錄)材料性能測試方法B.1化學(xué)成分分析B.1.1化學(xué)成分分析方法試樣的化學(xué)成分分析方法應(yīng)參照GB/T223有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。B.1.2化學(xué)成分分析內(nèi)容化學(xué)成分分析內(nèi)容每一次需要分析的元素至少包含以下內(nèi)容：b)待測鋼材煉制時加入的用于脫氧之外的其他合金元素。B.1.3化學(xué)成分分析取樣取樣方法參照GB/T9711,取樣可以從力學(xué)測試試樣上截取，也可以從鋼材樣品上直接截取，存在焊縫的鋼材必須遠(yuǎn)離焊縫至少半個鋼管直徑的距離。B.2金相組織分析金相組織分析位置包括管道的母材和焊縫，母材的位置必須遠(yuǎn)離焊縫和熱影響區(qū)。焊縫金相分析位置應(yīng)包括焊縫和熱影響區(qū)。金相組織分析可采用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡等設(shè)備。B.3力學(xué)性能測試B.3.1抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度測試B.3.1.1拉伸測試方法拉伸測試方法應(yīng)符合GB/T228.1要求。B.3.1.2拉伸測試取樣拉伸試樣取樣應(yīng)符合圖B.1要求，即從管道的垂直和水平兩向截取，要求所取的試樣應(yīng)壓平，帶焊縫的試樣應(yīng)使焊縫位于試樣中心。B.3.1.3伸長率A計算式中：A——金屬斷裂后的伸長率，%;L?——金屬斷裂后的標(biāo)距，單位為毫米(mm);Lo——金屬的原始的標(biāo)距，單位為毫米(mm)。圖B.1拉伸試樣的截取位置B.3.2斷裂韌性測試方法B.3.2.1夏比V型缺口沖擊測試方法a)夏比V型缺口沖擊測試方法應(yīng)符合GB/T229要求。b)測試須采用全尺寸試樣，允許端部帶有弧面。具體取樣應(yīng)符合圖B.2和圖B.3要求。橫向試樣應(yīng)壓平后測試。試樣缺口軸向應(yīng)垂直于鋼管表面。對于焊縫試樣，應(yīng)使焊縫中心沿試樣缺口軸向，并使焊縫位于試樣中心；對于熱影響區(qū)試樣，缺口軸向位置可以位于融合線(FL)十2mm～5mm的最小沖擊韌性值處。FLFLZ圖B.2夏比V型缺口沖擊試樣取樣位置GB/T30582—2014圖B.3夏比V型缺口沖擊試樣樣品尺寸c)測試溫度選擇管道運行最低溫度與-10℃中的較低值進(jìn)行。韌脆轉(zhuǎn)變曲線至少應(yīng)包含以下溫度的測試點(如果不能做出完整的韌脆轉(zhuǎn)變曲線，應(yīng)適當(dāng)增加其他溫度測試點):20℃、0℃、-10℃、-20℃、-40℃、-60℃.B.3.2.2落錘撕裂測試方法a)落錘撕裂測試方法應(yīng)符合SY/T6476要求；b)取樣方法應(yīng)符合SY/T6476要求，且試樣沿管道圓周方向截取，試樣缺口軸向通過管道壁厚；c)測試溫度選擇管道運行最低溫度與-10℃中的較低值進(jìn)行。B.4特殊服役條件性能測試B.4.1硬度測試a)硬度測試方法應(yīng)符合GB/T4340.1要求。b)測試試樣應(yīng)采用全壁厚試樣。c)無縫鋼管試樣硬度點測試位置依據(jù)圖B.4a)所示；焊接鋼管試樣硬度點位置依據(jù)圖B.4b)B.4c)所示方法確定，包括試樣的母材、焊接熱影響區(qū)和焊縫位置。對于管壁厚度小于或等于4mm的管材，僅測試其中心部分硬度；對于管壁厚度大于4mm小于6mm的管近內(nèi)外管壁處的硬度；對于管壁厚度大于或等于6mm的管材，須測試內(nèi)外管壁處和中心部位的硬度。圖B.4硬度測試點位置單位為毫米b)埋弧焊管及環(huán)焊縫說明：2——距離熔合線0.75mm;3——距離熔合線1T(T為鋼管壁厚);4——間距為1.00mm;5——距離內(nèi)外壁表面1.50mm±0.50mm.b)裂紋敏感性比率(CSR)、裂紋長度比率(CLR)、裂紋厚度比率(CTR)的計算方法如圖B.5裂紋敏感性比率(CSR):裂紋長度比率(CLR):裂紋厚度比率(CTR):c)氫致開裂(HIC)試樣取樣標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合圖B,6～圖B.10所示。T圖B.6無縫鋼管氫致開裂(HIC)試樣取樣圖B.7直縫焊管焊縫區(qū)氫致開裂(HIC)試樣取樣圖B.8螺旋焊管母材區(qū)氫致開裂(HIC)試樣取樣2-軋向；管軸向；T——試樣厚度t—板材厚度。圖B.9螺旋焊管焊縫區(qū)(橫向試樣)氫致開裂(HIC)試樣取樣圖B.10螺旋焊管焊縫區(qū)(縱向試樣)氫致開裂(HIC)試樣取樣a)抗硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂(SSC)測試應(yīng)符合GB/T4157要求。測試應(yīng)力應(yīng)為0.72倍的最小規(guī)b)測試介質(zhì)為5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaCl+0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))冰醋酸+飽和H?S.c)測試溫度為25℃。a)測試選用符合GB/T9854的優(yōu)質(zhì)草酸與蒸餾水或去離子水配置成質(zhì)量百分比為10%的溶液，對于難以出現(xiàn)階梯組織的含鉬鋼種，可選擇符合GB/T655的過硫酸銨代替草酸配制成10%c)浸蝕溶液溫度以管道運行實際溫度為準(zhǔn)，電流密度控制在1A/cm2,當(dāng)浸蝕溶液為10%的草酸溶液時，浸蝕時間為90s;當(dāng)浸蝕溶液為10%的過硫酸銨溶液時，浸蝕時間為10min;d)浸蝕結(jié)束后，將試樣以流水洗凈并干燥后，置于金相顯微鏡下觀察試樣表面，放大倍數(shù)選擇200倍～500倍，金相組織可參照GB/T4334.1所示。(規(guī)范性附錄)體積型缺陷管道剩余強(qiáng)度評價C.1含單一體積缺陷管道剩余強(qiáng)度評價C.1.1一級評價d——腐蝕缺陷深度，單位為毫米(mp=K·pFC.1.2二級評價A——體積型缺陷的軸向投影面積，單位為平方毫米(mm2);見圖C.1。圖C.1有效面積法示意C.2相互作用體積缺陷管道的剩余強(qiáng)度評估步驟1:在管道上建立一系列縱向投影線，每條縱向投影線相隔步驟5～步驟7估算所有缺陷組合的失效壓力。組合缺陷nm(即定義為由單個缺陷n至單個缺陷步驟6:計算所有組合缺陷的有效深度，見式(C.8):步驟7:按單個缺陷的失效壓力公式計算每一組合缺陷的失效壓力(Pm)。步驟8:取所有單個缺陷的失效壓力(p?~Pn)和所有組合缺陷的失效壓力的最小值作為相互作用pp=min(p?,pr,.px,pm)步驟9:計算相互作用缺陷在當(dāng)前投影線的最大允許工作壓力：p=K·pF…………(C.10)步驟10:對環(huán)繞圓周的每條縱向投影線計算相互作用缺陷的最大允許工作壓力，取最小值作為該(規(guī)范性附錄)含凹陷管道的剩余強(qiáng)度評估D.1基于應(yīng)變準(zhǔn)則的含凹陷管道剩余強(qiáng)度評估基于應(yīng)變準(zhǔn)則的含凹陷管道計算流程見圖D.1。D.1.2管道凹陷應(yīng)變計算凹陷的應(yīng)變分為環(huán)向應(yīng)變和軸向應(yīng)變，每個方向應(yīng)變又由薄膜應(yīng)變和彎曲應(yīng)變組成，如圖D.2凹陷環(huán)向彎曲應(yīng)變、軸向彎曲應(yīng)變以及軸向薄膜應(yīng)變計算見式(D.1):式中：E?——環(huán)向彎曲應(yīng)變；軸向彎曲應(yīng)變；t——管道壁厚，單位為毫米(mm);R管道內(nèi)半徑，單位為毫米(mm);R?——管道橫截面曲率半徑，單位為毫米(mm);R管道軸向面曲率半徑，單位為毫米(mm);兩個曲率半徑的定義如圖D.3所示，對于環(huán)向曲率半徑，當(dāng)曲率圓圓心在管道軸線一側(cè)時取正值，圖D.3曲率半徑的定義凹陷處的總等效應(yīng)變表達(dá)式為：i=√e-e?e,+e,………式中：e——凹陷處總等效應(yīng)變；將式(D.1)中各應(yīng)變值代入式(D.2)得到管道內(nèi)、外表面的等效應(yīng)變：m=[ei+e?(-E?+e?)+(-D.1.3凹陷輪廓曲線的曲率D.1.3.1極坐標(biāo)系下環(huán)向曲率半徑R?:p(θ)——插值得到的二維輪廓曲線在極坐標(biāo)系下的0?！枷蓓旤c處環(huán)向角度值，應(yīng)根據(jù)環(huán)向檢測數(shù)據(jù)點的定位方法確定取值。D.1.3.2直角坐標(biāo)系下軸向曲率半徑R?:s(x)——插值得到的二維輪廓曲線表達(dá)式；利用插值法計算輪廓曲線的方法可以參照下面方法進(jìn)行。D.1.4凹陷輪廓的插值方法基于應(yīng)變的評價方法通常只需計算凹陷區(qū)域的最大應(yīng)變值即可(一般位于凹陷的底部),為簡化計可采用B樣條曲線和三次樣條曲線對凹陷的輪廓曲線進(jìn)行插值。D.1.4.1B樣條插值B樣條曲線以貝塞爾曲線為基礎(chǔ)，貝塞爾曲線是采用伯恩斯坦多項式為基函數(shù)的參數(shù)曲線，對于根據(jù)定義可知，伯恩斯坦基函數(shù)具有函數(shù)遞推性，即n次伯恩斯坦基函數(shù)可分別遞推表示成兩個b,(t)=(1-t)B7-1(t)+tB由伯恩斯坦基函數(shù)的性質(zhì)可知高階貝塞爾曲線可由低階貝塞爾曲線表示，如果凹陷輪廓采用三次如圖D.4a)所示，線性貝塞爾曲線只是兩數(shù)據(jù)點圖D.4貝塞爾曲線示意圖二次貝塞爾曲線由兩條線性貝塞爾曲線的線性組合而成，如圖D.4b)所示，對于點P?、P?和P,B(t)=(1-t)2P。+2t(1-t)P?+t2P?,t∈[0,1]圖D.5三次貝塞爾曲線示意圖B(t)=(1-t)3P?+3t(1-t)2P?+3t2(1-t)P?+t3P?,t∈[0,1以上三次B樣條曲線并不能保證所得曲線經(jīng)過每個檢測數(shù)據(jù)點，還需要通過反求控制點的方法保D.1.4.2三次樣條插值假設(shè)檢測數(shù)據(jù)點沿輪廓曲線分布個數(shù)為n+1個，線段可由三次樣條插值函數(shù)s(x)=ax,?+br:2+cx?+d表示，每個多項式含有4個待定系數(shù)，所以整個插值區(qū)間上有4n個系數(shù)，則需要建立4n個方程聯(lián)立求解。2個曲線段在相鄰端點處應(yīng)該一階和二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)，由此可根據(jù)n-1個相鄰端點確定2n-2個方程，兩端的邊界條件有如下3類：此時一般有s(x?)=s(r,+1)。D.2.1評價準(zhǔn)則如果管道實際環(huán)向應(yīng)力大于D.2.2中計算出的環(huán)向失效應(yīng)力，則認(rèn)為管道失效。該方法簡化了幾a)凹陷是連續(xù)的且寬度恒定；b)劃傷位于凹陷的底部且沿管道軸向；c)劃傷沿軸向方向深度恒定。D.2.2失效應(yīng)力計算(規(guī)范性附錄)E.1.1地面沉降E.1.2凍土E.1.3滑坡E.1.5場地占壓管道經(jīng)過城市或工業(yè)區(qū)時，道路、建筑物及地面堆積物等對管道產(chǎn)生的占壓會使管道截面受壓變E.1.6洪水埋地管道穿越河流、湖泊等水流活動區(qū)域時，由于河床變化較為劇烈或遇大型洪水導(dǎo)致的管道裸E.2管道的極限狀態(tài)管道極限狀態(tài)是指管道在載荷條件下出現(xiàn)的能夠?qū)е鹿艿朗Щ虿荒軡M足繼續(xù)工作的一種狀態(tài)。極限狀態(tài)分為最終極限狀態(tài)(導(dǎo)致管道失效)和服役極限狀態(tài)(管道不能繼續(xù)安全工作),可歸納為斷裂、屈曲和橢圓化變形3種。表E.1列出6種不良條件下的埋地鋼質(zhì)管道最常見的載荷條件、變形情況和極限狀態(tài)。表E.1不良條件下埋地鋼質(zhì)管道的極限狀態(tài)采空沉陷拉伸、壓縮、彎曲斷裂、屈曲表E.1(續(xù))①滑坡拖曳力、摩擦力、管道重力②兩側(cè)場地土體抗力、摩擦力斷裂、屈曲斷層②兩側(cè)場地土體抗力、摩擦力拉伸、壓縮、彎曲斷裂、屈曲占壓①地面占壓的附加載荷、覆土壓力②管底地基反力橢圓化、屆曲①動水拖曳力、浮力、重力②堤岸內(nèi)部土抗力斷裂E.3極限狀態(tài)的安全評定判據(jù)E.3.1斷裂E≤φae…—縱向或環(huán)向的單向拉伸應(yīng)變；e——管壁或焊接部件的拉伸極限應(yīng)變，由材料試驗確定。當(dāng)缺乏具體信息時，拉伸極限應(yīng)變?nèi)?.75%,或按式(E.2)、式(E.3)計算：a)表面型缺陷：e[=8(2.36-1.58A-0.101(1+λ-4.43)(-0.157+0.2395-.201,-0.305)b)埋藏型缺陷：e,=801.08-0.612g