含杂质超临界CO2管道止裂分析及控制方案

管道输送作为CCUS技术的关键环节，在超临界高压环境下输送CO₂时，由于含杂质CO₂特殊的相特性，一旦发生泄漏，压力会维持较高值且温度急剧下降，输送管道易发生裂纹扩展，造成断裂事故。基于延长油田一期36×10⁴ t/a超临界CO₂管输预研方案，根据减压波速度计算模型和管道裂纹延性扩展止裂判据，采用修正后的Battelle双曲线法对管道进行止裂分析，对无法满足止裂要求的设计方案进行增加壁厚试算。结果表明：材质为X80、尺寸为Φ140 mm×6.0 mm的L12管线韧性值满足工况下裂纹控制的要求；而同样材质等级、壁厚组合为Φ168 mm×6.0 mm的L11管线所提供的止裂压力低于平台压力，无法保证管线发生裂纹延性扩展时能够自行止裂。对于L11管线，通过将管道壁厚增加至7 mm,其他设计参数不变，可以实现裂纹自行止裂。该研究可为实际工况下Battelle双曲线法在超临界CO₂管道断裂控制的应用提供理论基础与实际范例。