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| 油氣管道腐蝕損傷評(píng)價(jià)及修復(fù)方案 |
| 發(fā)布時(shí)間：2022/1/7 來源：中能興恒建設(shè)有限公司 閱讀：2870次 |
當(dāng)前油氣管道腐蝕缺陷評(píng)價(jià)的可用標(biāo)準(zhǔn)有SY /T6151、SY/T 6477和SY/T 10048等，基本都基于自美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)修改制定。其中SY/T 6151制定于1995年，主要采用了ASME B31G的公式來計(jì)算腐蝕損傷區(qū)域的管體最大安全工作壓力，然后將腐蝕損傷劃分為5個(gè)類別。
油氣長(zhǎng)輸管道因?yàn)槠渥鳛槟茉赐ǖ赖闹匾裕c公路、鐵路、水路、航空并稱為國(guó)民經(jīng)濟(jì)5大運(yùn)輸方式。目前管道基本都是采用碳鋼作為材料，并埋地敷設(shè)。管道的完整性一直受多種風(fēng)險(xiǎn)因素影響，但管體本身的腐蝕問題一直是引起管道泄漏失效的重要原因之一。雖然管道企業(yè)對(duì)管道進(jìn)行了多重腐蝕防護(hù)，但對(duì)于埋地的鋼質(zhì)管道，都不同程度的遭受了腐蝕損傷。腐蝕損傷使管體形成了各種形狀、尺寸的缺陷，嚴(yán)重的缺陷可導(dǎo)致承壓管道泄漏或斷裂事故的發(fā)生，破壞管道的安全平穩(wěn)運(yùn)行。
1. 現(xiàn)狀分析
當(dāng)前國(guó)際上常用的腐蝕損傷評(píng)價(jià)方法/標(biāo)準(zhǔn)有ASME B31G、DNV RP F101、API 579和PCORRC等，其中部分已經(jīng)轉(zhuǎn)化為國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如SY /T 6151采用了ASME B31G的方法，SY/T 6477《含缺陷油氣輸送管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法第1部分:體積型缺陷》采用了API 579的方法，SY/T 10048《腐蝕管道評(píng)估的推薦作法》則直接采標(biāo)自DNV RP F101。
各標(biāo)準(zhǔn)都有自己的特點(diǎn)，公式的提出都基于大量壓力試驗(yàn)的結(jié)果，有的標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)給出了適用的管材等級(jí)范圍，有的則可通過分析其詳細(xì)的壓力試驗(yàn)用管材等級(jí)也可得出，列表如下：
表1 各標(biāo)準(zhǔn)適用的管材等級(jí)范圍
2. SY/T 6151標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)分析
標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6151《鋼質(zhì)管道管體腐蝕損傷評(píng)價(jià)方法》制定于1995年，其中提出了兩種方法。方法一為屈服強(qiáng)度理論的方法，最大安全工作壓力計(jì)算采用的ASME B31G中的公式。方法二為斷裂力學(xué)的方法，也可以計(jì)算得到一個(gè)安全壓力P1c。然后將三個(gè)值比較，取最小者為P’，最后用來與管道的MAOP（最大允許運(yùn)行壓力）進(jìn)行對(duì)比。判斷準(zhǔn)則見下表2：
表2 腐蝕損傷類別評(píng)定
3. 對(duì)SY /T 6151的修改建議
對(duì)于ASME B31G的最大安全工作壓力計(jì)算公式，常被指過于保守。其后Rstreng方法對(duì)其進(jìn)行了一些改進(jìn)，計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。國(guó)外對(duì)各種方法的計(jì)算結(jié)果與壓力試驗(yàn)結(jié)果的擬合度進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果見下圖1：
圖 計(jì)算壓力與試驗(yàn)爆破壓力對(duì)比
Rstreng計(jì)算結(jié)果相比ASME B31G更加準(zhǔn)確，但又沒有DNV RP F101過于冒進(jìn)。此外詳細(xì)分析Rstreng的記錄文件文獻(xiàn)，其中的壓力試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫，結(jié)果如下表3：
表3 Rstreng方法試驗(yàn)管材數(shù)據(jù)庫分析
大量管材等級(jí)集中在X35、X52和X60，而此管材正是當(dāng)前國(guó)內(nèi)采用較多的管材，因此Rstreng在國(guó)內(nèi)有極大的適用性。所以建議將SY /T 6151中原ASME B31G的計(jì)算公式改為Rstreng的計(jì)算公式。
4. 腐蝕類別的評(píng)定
腐蝕損傷類別的評(píng)定工作非常重要，既要對(duì)可能威脅管道安全的損傷進(jìn)行修復(fù)，保證管道運(yùn)行的安全性，又要節(jié)約成本，不能使維修缺陷點(diǎn)過多，浪費(fèi)經(jīng)濟(jì)投入。原SY/T 6151中將腐蝕損傷分為5類，也相應(yīng)的給出了修復(fù)建議。
管道設(shè)計(jì)時(shí)，一般會(huì)考慮運(yùn)行后的腐蝕等管道退化因素，設(shè)計(jì)相應(yīng)的安全系數(shù)。在計(jì)算管體腐蝕損傷區(qū)域的最大安全工作壓力時(shí)，Rstreng方法基于管材的最小規(guī)定屈服強(qiáng)度（SMYS），乘以此區(qū)域管段的安全系數(shù)F來參與計(jì)算。因此最后的結(jié)果其實(shí)考慮了管道安全系數(shù)。因此將安全系數(shù)F作為判斷計(jì)算安全工作壓力與MAOP之比的界限值比較合理。
美國(guó)對(duì)管體缺陷針對(duì)不同的情況，提出不同的要求，大體有立即修復(fù)、60天修復(fù)、180天修復(fù)等。結(jié)合國(guó)內(nèi)管道企業(yè)的管理實(shí)際情況，建議采用如下的腐蝕損傷類別評(píng)定準(zhǔn)則，見表4。
表4 建議的腐蝕損傷類別評(píng)定
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