[发明专利]一种B型套筒焊接预热温度确定方法、系统、介质及设备

说明书

本发明属于天然气管网领域，尤其涉及一种B型套筒焊接预热温度确定方法、系统、介质及设备。本发明为在役管道补强焊接的预热温度确定提供了理论基础，解决了在役管道补强焊接预热温度难以准确确定，引起接头热影响区性能劣化的问题。本发明提出的确定天然气管道在役补强B型套筒焊接预热温度计算方法可用于不同规格、不同输送介质、不同输送速度和不同输送温度的天然气管道。本发明提出的确定天然气管道在役补强B型套筒焊接预热温度计算方法不仅适用于在役天然气管道补强，还适用于在役输油管道、停输的天然气和输油管道补强。

技术领域

本发明属于天然气管网领域，尤其涉及一种B型套筒焊接预热温度确定方法、系统、介质及设备。

背景技术

天然气管道是指将天然气(包括油田生产的伴生气)从开采地或处理厂输送到城市配气中心或工业企业用户的管道，又称输气管道。利用管道输送天然气，是陆地上大量输送天然气的主要方式，可省去水运或陆运的中转环节，缩短运输周期，降低运输成本，提高运输效率。当前天然气管道运输的口径不断增大，运输的能力大幅提高，管道的运距迅速增加。由于部分管道服役年限增长、腐蚀、外力干扰以及管道材料自身缺陷等诸多因素的影响，阀门失效和管道泄漏事故时有发生。

当前，各种全环绕套管是维修陆地管道缺陷最重要、使用最广泛的方法。通常有A型套筒和B型套筒两种类型，其中A型套筒适用于管体金属损失、电弧烧伤、管体或直焊缝上的凹陷、裂纹等缺陷的修复，不适用修复环向缺陷、泄露和会继续发展的缺陷；B型套筒适用于多类缺陷的修复，包括泄漏和环向缺陷。A型套筒和B型套筒的区别在于A型套筒末端不与管道焊接，而B型套筒末端需要与管道焊接。利用B型套筒对管道缺陷处进行补强时，套筒末端与管道焊接位置附近容易产生冷裂纹，这主要是由于天然气管道在役补强时管道内天然气带走了部分焊接的热量，加速了焊缝附近热影响区的冷却速度，产生了淬硬组织，在随后焊接热应力的作用下，热影响区发生开裂。

为了防止在役天然气管道B型套筒补强时热影响区位置产生冷裂纹，需要在B型套筒末端与管道焊接时进行预热处理，以延缓热影响区位置的冷却速度。而在对管道进行预热时，合适的预热温度是解决管道表面冷裂纹的关键。预热温度过低，热影响区的冷却速度过快，依然会产生冷裂纹；预热温度过高，管道表面材料的力学性能退化较多，影响天然气管道的后续使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种B型套筒焊接预热温度确定方法、系统、介质及设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种B型套筒焊接预热温度确定方法，包括：

通过绘制软件对预设天然气管道的预热温度与冷裂纹敏感性之间的关系进行处理，得到所述预设天然气管道在役B型套筒的材料由高温冷却至室温过程中不产生淬硬组织的时间上限以及时间下限，基于所述时间上限以及所述时间下限确定所述预设天然气管道在役B型套筒在无输送流体条件下的管体补强焊接预热温度范围；

获取历史流动天然气管道的基础参数，并根据所述基础参数以及所述预设天然气管道在役B型套筒的规格构建有限元分析模型，得到待使用模型；

输入预设温度至所述待使用模型，得到所述待确定预热温度的天然气管道在役B型套筒的焊接热影响区边界的每个预设位置的温度值，所述预设温度为根据所述待确定预热温度的天然气管道在役B型套筒的材料的耐受度确定的温度；

根据所述温度值建立所述待确定预热温度的天然气管道在役B型套筒的焊接热影响区边界的每个预设位置的温度值与预设温度之间的的温度关系；

通过所述管体补强焊接预热温度范围对所述温度关系进行反推得到所述天然气管道在役B型套筒焊接预热温度。