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石油化工行业的油管、套管、输送管和非标大型机械产品，为什么一定要做全尺寸实物评价试验？全尺寸实物评价试验的重要性在哪？我们可以看一下俄罗斯巴甫年科沃—乌恰管道全尺寸爆破试验这个案例。
大管径超大输量的代表性管道
巴甫年科沃—乌恰（Bovanenkovo-Ukhta）管道是大管径超大输量的代表性管道。俄罗斯西北部的亚马尔半岛拥有极为丰富的天然气资源。俄罗斯天然气工业股份公司（Gazprom）正在亚马尔打造一个全新的天然气生产中心，使其在发展天然气工业方面发挥重要作用。巴甫年科沃斯科耶气田是亚马尔目前最大的天然气生产气田。巴甫年科沃—乌恰天然气管道旨在将亚马尔半岛的天然气输送到俄罗斯统一的天然气供应系统。
巴甫年科沃—乌恰管道长度为1106km，包括2条Φ1420mm管道，并行敷设，设计压力11.8MPa，在俄罗斯首次采用类似于X80的K65钢级。单管设计输量为580亿m3/a，两条管道总设计输量1150亿m3/a。管道全线有四分之三的管段穿越永冻土地区，为保护环境，防止冻土融化和保证管道稳定运行，采取低温输送措施，在某些压气站压缩机出口设置冷却装置，确保出站温度不高于-2℃；对于穿越永冻土区的管道设置200mm厚保温层。干线管道外防腐采用3层PE，补口采用热收缩套，内涂减阻涂层。
巴甫年科沃—乌恰管道用钢管的典型化学成分
为了实现单管输量达到580亿m3/a的目标，巴甫年科沃—乌恰管道采取了一系列技术措施。除了采用Φ1420mm的最大管径外，还采用了11.8MPa的输送压力，而此前俄罗斯输气管道国家标准的最高压力为9.8MPa。为此，俄罗斯天然气工业公司理事会于2008年7月1日批准了《巴甫年科沃—乌恰天然气长输管道用钢管技术要求》，据此制定了ТУ4-156-82—2009《工作压力为11.8MPa天然气干线长输管道用的管径1420mm、强度等级为K65的直缝电焊钢管技术规范》，作为钢管研发、制造和验收的依据。其中规定钢管的壁厚为23.0mm、27.7mm、33.4mm，要求钢管在-20℃的DWTT剪切面积平均值≥85%，这对于板材和管材的试制显然是极为困难的。
根据项目技术规范，日本、韩国和德国、俄罗斯的钢铁公司试制了三种厚度的K65管线钢板材，欧洲钢管公司、日本和俄罗斯的钢管厂试制了该管道所用的K65钢级Φ1420mm钢管，钢管的典型化学成分见表3。俄罗斯的伏尔加钢管厂也曾采用钢板试制了壁厚27.7mm的K65钢级Φ1420mm螺旋钢管，但未获应用。因此，该管道全部采用的是直缝埋弧焊管。
由俄罗斯天然气科学研究院主导，对试制的钢管进行了大量的试验研究。包括工厂试验、水压试验和全尺寸爆破试验。其中的工厂试验对管材金属的化学成分、金相组织、力学性能及焊接性能进行了综合评估，并进行了单管的全尺寸水压试验。
全尺寸爆破试验
高压、大管径和低温环境使得巴甫年科沃—乌恰管道首先面临着断裂控制方案制定的难题。其中的关键问题是延性断裂扩展的控制，由于其工况均为世界天然气管道参数的极限值，无法通过计算方法获得延性断裂的止裂韧性，只能通过全尺寸爆破试验确定。为了确定管道的止裂韧性要求，在俄罗斯车里雅宾斯克市的试验场进行了17次全尺寸气体爆破试验。试验次数如此之多，主要是俄方对各厂家提供的多种壁厚的钢管都进行了测试，除了希望获得止裂韧性要求之外，还要了解不同厂家多种壁厚管线钢的全尺寸断裂行为，研究包括断口分离在内的管线钢组织对断裂行为的影响。如果只是要得出止裂韧性，只需对最小壁厚的钢管进行爆破试验即可。
巴甫年科沃—乌恰管道项目一次成功止裂的爆破试验
在俄方的试验方案设计中，试验段由中间一根起裂管、两侧各三根试验管和外侧各一段70m长储气管段组成。主要采集的数据包括裂纹长度、裂纹扩展速度等。由于不是采用天然气而是采用空气进行爆破试验，采用了不高于-20℃的试验温度，以及相当于1.25～1.5倍工作压力的试验压力，以期抵消采用空气作为试验介质的影响，从而获得较为保守的试验数据。其中一次成功止裂的情况如上图所示，典型试验数据见下表。
巴甫年科沃—乌恰管道全尺寸爆破试验的典型数据
最终确定的主要力学性能
根据试验结果及数据分析，证实了所建立的对小批试制钢管的技术要求的有效性，从而制定了钢管的最终技术规范要求，从2010年12月1日开始生效。该规范要求钢管在-40℃的夏比冲击韧性≥250J/cm2，相当于10mm×10mm全尺寸夏比冲击能量为200J。对脆性断裂控制的要求是-20℃的DWTT剪切面积平均值≥85%。这些指标无疑是代表了当代超大输量天然气管道的最高水平。主要力学性能要求详见表5。其相应的引用检验、试验标准均采用俄罗斯GOST标准体系的相关标准。
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西安摩尔石油工程实验室股份有限公司检验中心拥有600T和2000T的复合加载试验机、上卸扣试验机、挤毁/爆破试验机、输送管爆破试验机、输送管爆破试验机、温度循环试验机、胶塞高温压力试验机等设备，可依据ISO 13679、SY/T 6128、SY/T 6238.1、API Spec 5L等相关标准进行油管、套管、输送管、胶塞或非标大型机械产品的全尺寸实物评价试验。
主要项目包括：
上卸扣试验、封堵管端静水压至失效试验、封堵管端静水压试验、压缩至失效试验、拉伸至失效试验、低内压拉伸至失效试验、高内压拉伸至失效试验、拉伸/压缩和内压/外压载荷试验、拉伸/压缩和内压、弯曲载荷试验、拉伸和内压条件下的热循环试验、高温下拉伸、压缩复合试验、拉、压条件下气密封试验、弯曲条件下气体内压加拉伸气密封试验、纯外压挤毁试验、拉、压条件下挤毁试验、气密封内压循环试验（最终试验）、爆破试验、高温压力试验等，
