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1.中特檢管道工程（北京）有限公司 ； 2.中國特種設(shè)備檢測研究院

摘  要：油氣田部分管道投運(yùn)時(shí)間長，運(yùn)行環(huán)境嚴(yán)苛，失效時(shí)有發(fā)生。通過管道完整性檢測評(píng)價(jià)，可提前發(fā)現(xiàn)管道運(yùn)行過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)和缺陷，保障管道的安全平穩(wěn)運(yùn)行。介紹了完整性檢測評(píng)價(jià)方法，以某油田埋地管道為例，開展管道完整性檢測評(píng)價(jià)，為同類工作提供參考。

關(guān)鍵詞：油田管道；完整性評(píng)價(jià)；內(nèi)腐蝕檢測；內(nèi)檢測；金屬損失；剩余使用強(qiáng)度

埋地油氣管道介質(zhì)一般含水、 H2S、 CO2、 Cl-等，易使管道產(chǎn)生腐蝕導(dǎo)致失效，造成環(huán)境污染或人員傷亡。開展管道檢測和完整性評(píng)價(jià)能提前發(fā)現(xiàn)腐蝕缺陷管段，及時(shí)維修防護(hù)，有效保障管道的安全運(yùn)行。筆者以某油氣田埋地管道為例，介紹了管道完整性檢測評(píng)價(jià)的應(yīng)用實(shí)踐。

1 管道完整性評(píng)價(jià)

1.1 數(shù)據(jù)采集

管道數(shù)據(jù)包括勘察、設(shè)計(jì)、采購、施工、檢測、驗(yàn)收、投產(chǎn)、運(yùn)行、維護(hù)、廢棄等全過程數(shù)據(jù)；管道屬性數(shù)據(jù)、管道環(huán)境數(shù)據(jù)、管道檢測維護(hù)管理數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)；管道失效分析、管道應(yīng)急預(yù)案等。

1.2 高后果區(qū)識(shí)別

依據(jù)GB 32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》，高后果區(qū)識(shí)別方法和分級(jí)準(zhǔn)則主要考慮因素有：地區(qū)等級(jí)、村莊及鄉(xiāng)鎮(zhèn)密集程度，周邊是否有公路、易燃易爆場所、國家自然保護(hù)區(qū)、特定場所以及水源地等。在數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)上，結(jié)合管道現(xiàn)場情況，對(duì)管道高后果區(qū)逐一分級(jí)，并采用GPS定位系統(tǒng)采集位置數(shù)據(jù)。同時(shí)識(shí)別出在這些高后果區(qū)內(nèi)對(duì)管道安全運(yùn)行造成威脅的主要原因，形成高后區(qū)識(shí)別記錄表和高后果區(qū)識(shí)別統(tǒng)計(jì)表。

1.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

埋地油氣管道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估一般采用半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。工作內(nèi)容主要包括管段劃分、失效可能性評(píng)價(jià)、失效后果評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算。

管段劃分的原則是當(dāng)相關(guān)數(shù)據(jù)出現(xiàn)重要的變化時(shí)插入分段點(diǎn)。綜合管道介質(zhì)、壓力、溫度、規(guī)格、投運(yùn)時(shí)間、介質(zhì)腐蝕性、人口密度、防腐層狀況和地區(qū)等級(jí)要求等對(duì)管線進(jìn)行區(qū)段劃分。

失效可能性分析從第三方破壞、腐蝕、設(shè)備（裝置）及操作和管道本質(zhì)安全方面，針對(duì)埋地鋼制管道在役階段失效可能性進(jìn)行評(píng)分。

失效后果評(píng)分主要從介質(zhì)的短期危害性、介質(zhì)的最大泄漏量、介質(zhì)的擴(kuò)散性、人口密度、沿線環(huán)境、泄漏原因和供應(yīng)中斷對(duì)下游用戶影響等，針對(duì)埋地鋼制道失效后果進(jìn)行評(píng)分。

風(fēng)險(xiǎn)值為失效可能性得分與失效后果得分的乘積，隨后依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中推薦的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分辦法開展風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分。風(fēng)險(xiǎn)高的管段應(yīng)在后續(xù)的檢驗(yàn)檢測及運(yùn)行維護(hù)過程中予以重點(diǎn)關(guān)注。

1.4 完整性評(píng)價(jià)

完整性評(píng)價(jià)工作主要包括管道檢測及適用性評(píng)價(jià)。主要檢測方法包括內(nèi)檢測、外檢測以及耐壓試驗(yàn)。管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù)因其直觀性、準(zhǔn)確性及快捷性，得到廣泛應(yīng)用。

適用性評(píng)價(jià)是對(duì)含有缺陷或損傷的管道進(jìn)行的一種評(píng)價(jià)，以確定在預(yù)期的工作條件下是否可以繼續(xù)安全運(yùn)行�，F(xiàn)場檢測工作結(jié)束后，對(duì)發(fā)現(xiàn)問題的管道進(jìn)行適用性評(píng)價(jià)，以確定管道工作參數(shù)、維修計(jì)劃與下次定期檢驗(yàn)日期。適用性評(píng)價(jià)分為應(yīng)力分析、強(qiáng)度評(píng)估、剩余壽命預(yù)測和材料適用性評(píng)價(jià)。

2 油田埋地管道評(píng)價(jià)

2.1 管道基本狀況及數(shù)據(jù)采集

某油田埋地管道于2014年9月投產(chǎn)，介質(zhì)為含硫濕氣，管材L360 NS，設(shè)計(jì)/運(yùn)行壓力為12/8 MPa，設(shè)計(jì)/運(yùn)行溫度為60/30 ℃，規(guī)格為Φ 323.9×10 mm，全長約15.6 km，采用3PE防腐，強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)，全線均達(dá)到有效保護(hù)。管道全線分布在沙漠地區(qū)，全年降水少，氣候干旱。

采集數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)地理信息、管道中心線、管道設(shè)施、第三方設(shè)施，以及運(yùn)行、陰極保護(hù)、檢測維護(hù)、管道風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)急管理等數(shù)據(jù)。

2.2 高后果區(qū)識(shí)別

依據(jù)GB 32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》，共識(shí)別出3處高后果區(qū)，詳見表 1。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估管段劃分見表 2，評(píng)估結(jié)果見表 3。

2.4 完整性評(píng)價(jià)

主 要 參 照 N A C E S P 0 11 0 - 2 0 1 0 《We t G a sInternal Corrosion Direct Assessment Methodology forPipelines》的要求進(jìn)行，分為預(yù)評(píng)價(jià)、間接檢測、直接檢測和適用性評(píng)價(jià)等。

2.4.1 評(píng)價(jià)方法確定

結(jié)合數(shù)據(jù)采集和前次檢測結(jié)果，由于沙漠地區(qū)干旱缺水，因外腐蝕引起的管道失效不占據(jù)主導(dǎo)地位，預(yù)測管道內(nèi)腐蝕為該區(qū)域埋地管道的主要失效原因。據(jù)此判別管道的主要失效模式見表 4。確定的檢測方法為內(nèi)腐蝕直接檢測和內(nèi)檢測。

2.4.2 內(nèi)腐蝕直接檢測結(jié)果

（1）預(yù)評(píng)價(jià)。進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及可行性分析，結(jié)果表明該管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)基本齊全，輸送介質(zhì)為含硫濕氣，且氣液比大于5000，符合開展內(nèi)腐蝕直接檢測評(píng)價(jià)的條件。

（2）間接檢測。主要通過高程測繪、流場分析等，確定管道的易腐蝕點(diǎn)，為確定直接檢測位置提供依據(jù)。其中高程測繪采用PCM+及RTK現(xiàn)場采集數(shù) 據(jù)，繪制管道的高程分布圖。流場分析內(nèi)容主要是計(jì)算管道的臨界傾角，辨別管道中積水或者固體雜質(zhì)的位置，確定最有可能發(fā)生腐蝕的區(qū)域。通過計(jì)算得出管道實(shí)際傾角和臨界傾角，繪制管道傾角剖面圖見圖 1。通過流場分析結(jié)果和管道傾角剖面圖確定內(nèi)腐蝕可能發(fā)生的位置，從而確定直接檢測開挖位置見圖 2。

（3）直接檢測。采用管體外壁爬行漏磁+超聲波C掃描+超聲波測厚組合檢測技術(shù)，對(duì)開挖坑處的管道進(jìn)行內(nèi)腐蝕檢測，結(jié)果見表 5。

2.4.3 內(nèi)檢測結(jié)果

本次內(nèi)檢測主要參照GB/T 27699―2011《鋼制管道內(nèi)檢測技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行，管道變形采用CSEI-GI-DN300內(nèi)檢測器， 360°機(jī)械探臂；管道腐蝕采用CSEI-MFL-DN300漏磁內(nèi)檢測器。共檢出147處金屬損失，金屬損失類型及數(shù)量見表 6，金屬損失程度見表 7。

選取9處金屬損失程度大于20%wt的缺陷進(jìn)行開挖驗(yàn)證，結(jié)果見表 8，與內(nèi)檢測結(jié)果吻合。

2.5 適用性評(píng)價(jià)

參照SY/T 6477―2017《含缺陷油氣管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法》，依據(jù)TSG D7003―2010《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則－長輸管道》第二十條“對(duì)檢測中發(fā)現(xiàn)的危害管道結(jié)構(gòu)完整性的缺陷進(jìn)行剩余強(qiáng)度評(píng)估與安全評(píng)定”，選取前述9處金屬損失程度大于20% wt的缺陷（包含金屬損失程度最嚴(yán)重的缺陷）開展剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表 9。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果管道在目前工況下的最大允許工作壓力為8.35 MPa，建議對(duì)管道缺陷進(jìn)行監(jiān)測并且不超過當(dāng)前工況繼續(xù)使用。

3 結(jié)語

油氣田埋地管道開展完整性檢測評(píng)價(jià)是行之有效的安全管理手段，但仍然存在不足，突出表現(xiàn)在數(shù)據(jù)很難保證百分之百完整，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中很多打分項(xiàng)的操作性不強(qiáng)，只能依賴經(jīng)驗(yàn)給定分?jǐn)?shù)。未來完整性檢測評(píng)價(jià)方法仍需不斷探索創(chuàng)新。

作者簡介：杜振環(huán)， 1989年生，男，助理工程師，主要從事壓力 管 道 的 檢 驗(yàn) 工 作 。 聯(lián)系方式 ：13565060536， 894442618@qq.com。