地铁干扰对埋地管道的外腐蚀影响及风险评价方法研究

随着我国城市建设的不断推进,对城市轨道交通和能源的需求越来越大,城市地铁系统与埋地油气管道平行或交叉的情况越来越多,由地铁等轨道交通引起的动态直流杂散电流引起的管道腐蚀问题也越来越受到关注。目前对于动态直流杂散电流干扰下的腐蚀机理尚不明确,以某遭受地铁杂散电流干扰的输气管道为研究对象,采用腐蚀试片法进行了地铁影响下管道受干扰参数的测试分析、地铁杂散电流对邻近油气管道的腐蚀影响及腐蚀风险评价方法研究。结果表明:动态直流干扰下,管道腐蚀特征为局部腐蚀,其腐蚀速率远远大于自腐蚀试片腐蚀速率,且均超过了标准要求(0.025 4 mm/a);若干扰段管道防腐层存在破损,破损点越多、破损面积越大,同等大小的干扰电流在此处造成的电流密度越小,其遭受的干扰腐蚀风险越低,但其他腐蚀风险更高。基于上述分析获得了动态直流干扰下管道腐蚀风险的评价准则,建立了基于断电电位偏移量和偏移时间比的管道腐蚀风险评价方法,可实现地铁干扰下管道腐蚀风险的非开挖间接评价。     

腐蚀缺陷对中高强度油气管道失效压力的影响

腐蚀管道评价规范ASME-B31G、BS7910、DNV-RP-F101、PCORRC大多以X60以下中低强度管道为研究对象,对X60以上中高强度油气管道的评价具有一定的保守性。笔者以X65和X80两种中高强度管材为研究对象,采用非线性有限元法分析了带腐蚀缺陷油气管道的失效压力,研究了腐蚀缺陷深度、腐蚀缺陷长度、腐蚀缺陷宽度和腐蚀缺陷位置对带腐蚀缺陷油气管道失效压力的影响,建立了包含腐蚀缺陷深度、腐蚀缺陷长度、腐蚀缺陷位置等参数的带腐蚀缺陷油气管道失效压力计算方法。与现有标准提供的计算方法和试验结果对比表明：本文拟合得到的计算方法误差小,保守性低,可以满足X60以上中高强度腐蚀管道失效压力的预测要求。     

油气管道腐蚀预测的完全信息GM(1,1)模型

油气长输管道的腐蚀是一个特定的体系,其工作环境复杂,影响长输管道腐蚀的因素众多,既与管道金属材料的特性有关,还与腐蚀的环境及其管道的布局有关.文章指出GM(1,1)原始模型所存在的缺陷,将完全利用全部已知信息的GM(1,1)模型引入到油气管道腐蚀预测领域,对油气管道的腐蚀速度和腐蚀深度等指标进行预测,从而完善了灰色建模理论.以油气管道腐蚀为例列举了完全信息的GM(1,1)建模的步骤,计算结果表明该模型预测效果显著.     

油气管道完整性评价与管理软件

作为保障油气管道安全运行的重大举措，管道的完整性管理已经受到了国内外油气管道业界的高度重视，并处在不断地推广应用之中。为方便管道完整性管理技术的实际应用，研制开发了适用于工程实用目的的油气管道完整性评价与管理软件(PIAMS)， 并包含了管道风险评价与剩余强度评价的功能模块。为此，介绍了该软件的结构、模块、特点、主要功能和用户界面；该软件由数据库、管道风险分析、腐蚀缺陷评价、用户管理4个模块组成；可以运用该软件管理油气管道的完整性数据信息，进行管道的风险计算、风险分析以及对含缺陷管道的剩余强度评价；此外，该软件还具有可扩展性强的特点。     

交叉双腐蚀缺陷管道剩余强度分析计算

利用非线性有限元分析方法,对含有交叉双腐蚀缺陷管道剩余强度进行了分析,并与实验数据对比,验证了此分析方法的可靠性。在此基础上,分别保持交叉双腐蚀缺陷轴向间距、环向间距不变,研究了环向间距、轴向间距对交叉双腐蚀缺陷管道剩余强度的影响,计算结果表明,1环向间距不变时,交叉双腐蚀缺陷很难达到完全交互作用。2随着轴向间距由负到正的增加,交叉双腐蚀缺陷交互作用先增强后减弱,交互作用的转折点位置是轴向间距为0。3当交叉双腐蚀在轴向没有完全重合时,环向间距对交叉双腐蚀缺陷交互作用有重要影响。4随着交叉双腐蚀缺陷轴向间距的增加,管道失效压力变化趋势呈现明显的对数函数变化。5多组腐蚀缺陷管道失效压力可以参考交叉双腐蚀缺陷交互作用准则和管道失效压力计算方法。     

RBI风险评估技术在苯乙烯丙烯腈装置压力管道上的应用

采用ORBIT Onshore软件完成了对某企业苯乙烯丙烯腈(SAN)装置547条压力管道的基于风险的检验(RBI)风险评估。SAN装置主要损失机理为碱应力腐蚀开裂、内部腐蚀、外部腐蚀、大气腐蚀(有隔热层)及冲刷,定量计算了各管道的失效可能和失效后果,最终确定了各管道的总风险。提出了RBI检验策略的具体实施方法,使后续SAN装置压力管道全面检验更有针对性,以达到降低风险和提高运行可靠性的目的。     

管道内检测技术及标准体系发展现状

中国油气管道行业实现跨越式发展,管道本体缺陷和腐蚀问题应得到重视。油气管道已全面强制实施完整性管理程序,管道内检测技术可以确定管道的腐蚀和裂纹缺陷,保障管道的长效运行。系统阐述了国内外管道广泛应用的内检测技术的适用范围、优缺点、技术现状以及应用情况,包括变形内检测、漏磁内检测、超声波检测和电磁超声检测等,并指出检测缺陷类型、缺陷阈值、尺寸量化精度,以及定位精度等企业关心的核心问题,并应通过管道现场开挖和牵引试验验证内检测器指标。最后,针对管道内检测技术,包括裂纹缺陷和应力腐蚀开裂(SCC)的内检测技术、涡流内检测和阴极保护电流内检测技术等的未来发展趋势进行了展望。     

考虑腐蚀缺陷的管道内检测周期优化方法

内检测是进行风险识别,保障油气管道安全运行的重要手段。为了平衡风险与成本,确定最优的腐蚀管道内检测周期,提出了基于成本的以失效概率阈值为决策变量的内检测周期优化方法。利用蒙特卡罗仿真技术计算了管道的可靠性和总成本率,以最低总成本率确定管道最优失效概率阈值,从而得出最优内检测周期。采用某天然气管道的实际数据对提出的方法进行了论证和敏感性分析,结果显示最优内检测周期随着缺陷初始深度和缺陷深度生长速率的增大而减小,缺陷初始深度变异系数和失效成本对最优内检测周期无显著影响。所提出方法可以在风险和成本之间寻求平衡,有效地确定腐蚀管道的最优内检测周期,能定量评价腐蚀缺陷相关参数对管道内检测周期的影响,具有一定的先进性。     

非开挖磁记忆检测技术应用研究

由腐蚀引发的安全及环保风险较高、后果严重,为了提高腐蚀风险预警能力,利用管道本体缺陷地球磁场畸变原理,引进操作简便、效率高、费用低的非开挖磁记忆检测技术,并针对高风险管道开展现场检测,结合管道工况、实际敷设海拔高程变化、风险参数计算,进行腐蚀风险评级及缺陷定位,现场开挖检测及断管验证与非开挖检测结果吻合。非开挖磁记忆检测技术解决了常规检测技术开挖工作量大、费用高及检测不全面的问题,检测效率提高5倍,检测成本降低50%,通过对缺陷提前治理,节约了穿孔形成的治污费及油气损失,该技术在精准防腐等方面具有较好的应用前景。     

浙江省天然气长输管道智能风险评价

油气长输管道具有距离长、压力高、口径大、易燃易爆等特点,且管道周边环境复杂,开展油气长输管道风险评价的难度较高,需要耗费大量的时间、人力和物力。为提高管道风险评价的科学性和准确性,提高工作效率,减少主观因素对油气管道风险评价的影响,以浙江省级天然气管道为例,将危害管道安全运行的因素主要分成腐蚀、制造与施工缺陷、第三方损坏和地质灾害四大类,共计59种属性数据。通过对肯特法进行优化和改进,建立基于59种管道失效数据和10种后果数据的半定量风险评价模型。利用自主开发的管道智能风险评价系统对浙江省天然气管道进行智能风险评价和系统分析,计算出各段管道的失效可能性和失效后果,其中第三方损坏和制造与施工缺陷是管道失效的主要因素。该研究对于油气长输管道的安全运行和风险管理具有借鉴意义。