含凹陷及沟槽缺陷长输管道剩余强度评价

剩余强度评价是确保含缺陷长输管道安全运行的重要手段,也是管道使用单位维修、更换缺陷管段的重要依据。剩余强度评价的理论、标准、方法较多,长输管道检验规则并未指定采用何种标准、方法。本文针对实际检验中发现的具体缺陷,采用SY/T6477-2017的有关规定,对发现的凹陷及沟槽缺陷剩余强度评价进行了实例演算,并根据评价结果对缺陷管段维修提出了建议。     

ASME B31G-2012标准在含体积型缺陷管道剩余强度评价中的应用研究

为了确定石油天然气输送管道能否在规定的管道压力下正常运行,避免油气管道发生安全事故,必须对含体积型缺陷的管道进行剩余强度评价。以断裂力学和工程实践经验相结合的半经验公式作为含体积型缺陷管道进行剩余强度评价的标准已经被国内外所广泛采用。为此分析研究了ASME B31G-2012标准的3种流变应力计算方法,得出各管线钢在选用不同方式计算流变应力时,管道剩余强度值之间所存在的差异,剩余强度评价结果也会存在着不同的保守性。进而计算了不同条件下安全系数的选取范围,讨论了地区等级变化对安全系数的影响程度;并针对ASME B31G-2012标准比较了原剩余强度计算公式和改进后的剩余强度计算公式,认为改进后公式通过改变鼓胀系数和缺陷投影面积降低了剩余强度评价结果的保守性;最后通过实际工程运用明确了流变应力、安全系数、剩余强度计算公式的选取原则。结论认为:在实际应用中需要综合考虑管道使用年限、管材性质、缺陷特征、所处地区等级、检测技术及业主要求等多方面的因素来确定如何选取评价管道剩余强度的相关参数。     

油气管道剩余强度评价方法

随着输油气管道建设的不断发展以及管道服役年限的增加,管道因腐蚀作用会产生各种失效,为避免对含缺陷管道盲目维修和更换带来的经济损失,保证管道安全运行,对含腐蚀缺陷的管道进行剩余强度评估非常必要。文章系统阐述了油气管道剩余强度的评价方法,并比较了各种评价方法的优缺点。分析表明,有限元法能够对含缺陷的油气管道在各种外载荷作用下的应力—应变进行数值模拟,是管道剩余强度分析的一种有效手段。     

高压管汇的检测及安全评价技术研究

鉴于传统检测方法的不足,研制了一种基于磁记忆检测原理的高压管汇直管便携式检测仪。介绍了高压管汇磁记忆检测及评价方法流程,对含典型缺陷的高压管汇进行磁记忆检测,对其剩余强度进行分析,建立了磁记忆检测信号与剩余强度的评价指标。分析结果表明,磁记忆检测信号值与高压管汇的缺陷类型、缺陷尺寸参数具有明显的相关性;检测信号可以较好地反映缺陷尺寸的变化;高压管汇的缺陷类型、缺陷尺寸参数与其剩余强度存在一定的定量关系,可据此关系建立高压管汇的检测评价标准;该研究内容可为高压管汇的定量化安全评价提供一种新思路。     

储油罐底板腐蚀缺陷完整性评价

对储油罐底板腐蚀缺陷剩余强度评价方法进行了研究。在中幅板和边缘板应力分析的基础上,参照Miller给出的平面应力受拉板和受弯板的极限载荷公式和GB/T19624-2004,分析给出了中幅板的极限拉力和边缘板极限弯矩计算公式,提出了中幅板和边缘板的剩余强度评价方法。有限元验证结果表明,用Miller给出的公式对储油罐底板剩余强度进行评价是安全的。实际算例表明,本文提出的完整性评价方法不仅可以给出底板腐蚀缺陷是否可以接受,还可以给出腐蚀缺陷的极限深度。     

含缺陷压力容器的适用性评价技术及其进展

介绍了适用性评价的意义和概念,综述了含缺陷压力容器剩余强度评价和剩余寿命预测的研究现状,提出了含缺陷压力容器适用性评价技术今后的研究重点和发展方向。     

含缺陷管道剩余强度评价方法探讨

在役管道的安全可靠运行是目前世界各国油气储运行业普遍关注的重大课题,而在役压力管道剩余强度评价是保障管道安全可靠运行的基础工作,其评价结论直接为管线的运行参数提供理论依据,同时指导管线的安全生产管理。阐述了在役管道剩余强度的评价方法,比较了各种评价方法的优缺点。通过对比得出,有限元法能对较为复杂的管道腐蚀缺陷进行数值模拟,是管道剩余强度分析的一种有效的评价方法。     

相邻腐蚀缺陷管道剩余强度评价方法适应性研究

由于现行的腐蚀管道剩余强度评价方法均以单一腐蚀缺陷为研究对象,对相邻腐蚀之间的作用机理以及评价准则不明确,导致评价结果保守,造成管道过早更换或维修。针对这一问题,对改进的ASME B31G Modified、 ASME B31G—2009、 RSTRENG、 DNV-RP-F101和PCORRC准则等相邻腐蚀缺陷的评价方法进行了总结和梳理,通过对比水压爆破试验数据进行验证,可知将DNV-RP-F101的评价流程与PCORRC公式相结合可使评价结果更加准确,平均相对误差为4.54%;而RSTRENG有效面积法和ASME B31G Mo dified这两种评价准则没有考虑相邻腐蚀缺陷轴向和环向未腐蚀区域对剩余强度的贡献和影响,对相邻腐蚀缺陷的评价适应性不强。研究结果可为相邻腐蚀管道剩余强度的计算提供理论依据。     

含腐蚀缺陷管道的剩余强度评价方法

在役管道安全可靠运行是目前世界各国油气储运行业普遍关注和迫切需要解决的重大课题,而在役压力管道腐蚀剩余强度评价是为保障在役压力管道安全可靠运行的基础工作,其评价结论直接为管线运行的操作工艺、运行参数提供理论依据,同时指导管线安全生产管理.系统阐述了在役管道剩余强度的评价方法,比较了各种评价方法的优缺点.通过对比得出,有限元法能对较为复杂的管道腐蚀缺陷进行数值模拟,是管道剩余强度分析的一种有效的评价方法.     

含凹坑缺陷在役石油管道剩余极限强度分析

在役石油管道剩余极限强度评价是为保障在役石油管道安全可靠运行的基础工作。分析了含有椭球形凹坑缺陷石油管道分别在轴向拉力、内压力和轴向拉力与内压力联合作用下的剩余极限强度问题 ,基于Von Mises准则和平衡应力场原理 ,建立管道剩余极限强度理论分析模型 ,并就具体算例 ,利用三维弹塑性有限元法 ,对该模型进行分析比较。结果表明 ,当凹坑缺陷相对尺寸较小时 ,模型可以有效预测含有缺陷管道的剩余极限强度 ,该模型是一种简便、有效的工程评定方法     

腐蚀管道剩余强度评价方法的对比研

综述了ASME B31G-1984、ASME B31G-1991、DNV RP-F101以及PCORRC等4种腐蚀管道剩余强度的评价方法，从安全准则、适用缺陷类型、适用管材强度等级等几个方面进行了分析、比较。基于全尺寸爆破试验结果验证，指出修改后的ASME B31G的保守性有所降低，但仍然存在较大的安全裕量。PCORRC和DNV采用了基于爆破强度的安全准则，因此更适应中、高强度等级管道的缺陷评定。计算并分析了流变应力的选取、腐蚀面积的简化计算、Folias鼓胀因子等因素对腐蚀管道剩余强度评价结果的影响程度。旨在便于评定人员选取合适的评价方法，进而提升管道安全运营管理水平。     

高钢级管线钢环焊缝强度匹配与安全评价

简要介绍了管道焊缝强度理论,重点介绍了国内外管道环焊缝匹配和管道安全评价及缺陷容限的研究情况,通过对管道环焊缝的强度匹配及其安全评价方法的研究,对失效评定参量的确定进行了分析和讨论。分析指出,管道环焊缝强度匹配的选择和应用影响着焊接接头质量,同时不等匹配形成的性能差异对焊缝中裂纹扩展驱动力大小也有明显的影响。     

含磨损缺陷套管抗内压强度数值计算研究

由弹性力学变分原理引入有限单元法基本方程，进而给出了磨损区域边界上任意点法向量解析解和数值解的方法。假设磨损缺陷模型为圆弧状，并认为是平面问题，采用Serendipity等参单元变结点有限单元格式，分别按照平面应力和平面应变问题进行分析研究，阐明了考虑磨损深度、磨损区域半径和套管壁厚影响时的套管抗内压强度定量变化规律，分析了在不同磨损量及其相应抗内压强度下套管内应力强度分布规律，并依据等效内压设计套管柱的可行性及安全性进行定量分析，编制计算机程序。     

局部内缺陷套管剩余抗扭强度分析

关于含缺陷套管抗扭强度的研究较少,基于弹性失效准则分析缺陷套管强度又较为保守。为此,基于材料塑性破坏准则,运用非线性有限元方法并结合正交试验设计,对局部内缺陷套管剩余抗扭强度进行分析,探究了缺陷长度、宽度、深度、套管外径和径厚比等参数对套管剩余抗扭强度的影响规律。研究结果表明:随缺陷深度增加,抗扭强度呈线性大幅度降低;当缺陷长度小于临界长度时,抗扭强度随长度增加而增大,超过临界长度后,抗扭强度随长度增加而降低;当缺陷宽度小于临界宽度时,抗扭强度随宽度增加而增大,超过临界宽度后,抗扭强度随宽度增加而降低;随套管径厚比增加,无因次抗扭强度近似呈线性减小。缺陷深度是影响抗扭强度最重要的因素,缺陷宽度次之,缺陷长度和套管径厚比有一定的影响,而套管外径的影响可以忽略。在此基础上,拟合了抗扭强度计算公式,公式预测值与有限元分析结果误差较小,可为工程上局部内缺陷套管强度评价提供参考。     

基于可靠性的油气管道设计系数研究

以往的油气管道强度设计中,设计系数的确定常常以经验为依据,比较保守。国内外大多数研究均是从理论上论证了提高油气管道设计系数的可行性,并没有给出基于可靠性的设计系数的计算方法。将应力-强度干涉理论引入油气管道设计系数的研究中,以西气东输一线及二线为例,定量计算了0.72和0.8两种设计系数下无缺陷管道和含体积型缺陷管道的可靠度,并提出了切实可行的措施,为油气管道降低壁厚,提高输送压力,节约管道成本提供了理论支持。     

胜利现河油区侧钻井封堵改层及配套工艺研究与应用

胜利油田现河油区复杂断块油藏开发到中后期剩余油呈现出"小而散"的特点,利用已报废的资源,在老井内进行开窗侧钻,挖掘井间滞留区、局部微高等部位极度分散的剩余油,是提高老区采收率的有效手段。针对侧钻井完井及工艺实施过程中暴露出内通径小、射孔穿深不够、分层开采难度大、油管作套管强度低等问题,重点介绍了新型油层套管外径95 mm小井眼套管完井技术及小井眼卡堵改层、封堵封窜配套工艺的研究及应用,该配套技术已在现场得到大规模推广。     

再生老井二次射孔和三次射孔套管强度安全性评价

老井再生需利用原井筒进行二次甚至三次射孔,增加射孔穿深、孔径,以提高压裂效果。为研究多次射孔套管的剩余强度,以冀东某再生老井实际工况为例,应用有限元软件为套管模型定义强化的MISES屈服准则,10倍细化孔边网格,经网格无关性测试,分析多次射孔套管的剩余强度。对比新旧孔轴向、环向和螺旋线向相切等不利分布的分析结果,轴向相切是重复射孔套管剩余强度降低的最不利分布;采用二次16孔/m射孔的?139.7 mm壁厚9.17、10.54 mmP110套管,剩余强度分别降低21%和22%;三次分别采用32、32、16孔/m射孔的?139.7 mm壁厚9.17 mmP110套管,剩余强度降低36%,三次均采用16孔/m射孔的?139.7 mm壁厚10.54 mmP110套管,剩余强度降低30%。初步量化了多次射孔套管剩余强度降低幅度,可为老井再生井筒安全性评价提供参考,并形成了再生老井重复射孔段套管安全性评价推荐方法。     

Predicting corrosion remaining life of underground pipelines with a mechanically-based probabilistic model

A methodology is presented for predicting corrosion remaining life of underground pipelines with a mechanically-based probabilistic model by taking effect of randomness into account in pipeline corrosion. Monte Carlo simulation technique is employed to calculate the remaining life and its cumulative distribution function (CDF). The sensitivity analysis is performed to identify the most important parameters that affect pipeline failure. The results show that the corrosion defect depth and radial corrosion rate are the key factors influencing pipeline failure probability and remaining life. The pipeline remaining life can be prolonged greatly by reducing mean value of corrosion defect depth and radial corrosion rate. CDF is more appropriate to characterize the pipeline failure probability compared to probability density function (PDF) and reliability index.     

埋地输气管线腐蚀综合评价

为了保证输气管道的安全平稳运行,通过对某沙漠地区输气管线的腐蚀情况进行综合评价,包括PCM检测,阴极保护有效性检测,管体内腐蚀缺陷检测、成像与剩余强度评价以及剩余寿命评价。结果表明,该埋地输气管线的外防腐层存在漏点80个,阴极保护全部达标,管体外表面腐蚀是由防腐层破损而引起的,管体壁厚减薄处最小值为5.45 mm,该管道腐蚀缺陷在接受范围内,管道平均腐蚀速率较低。