閆立賀
摘要:長(zhǎng)距離埋地輸油管道完整性檢測(cè),能夠使管道在結(jié)構(gòu)和功能上完整、風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)受控,管道的安全狀態(tài)可滿足當(dāng)前運(yùn)行要求?!栋踩a(chǎn)法》與《特種設(shè)備安全法》對(duì)壓力管道的安全管理、檢測(cè)檢驗(yàn)提出了更嚴(yán)格的要求。
關(guān)鍵詞:管道完整性管理;風(fēng)險(xiǎn)受控;社會(huì)監(jiān)督機(jī)制;
質(zhì)檢總局要求長(zhǎng)輸管道開(kāi)展年度檢查與全面檢驗(yàn),部分集輸管道屬于長(zhǎng)輸管道,需要開(kāi)展。一方面,強(qiáng)化和落實(shí)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位的主體責(zé)任。另一方面,建立生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位負(fù)責(zé)、職工參與、政府監(jiān)管、行業(yè)自律和社會(huì)監(jiān)督的機(jī)制。
1. 關(guān)于管道完整性檢測(cè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求
(1)主要標(biāo)準(zhǔn)
GB 32167 油氣輸送管道完整性管理規(guī)范
GB/T 19285 埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護(hù)工程檢驗(yàn)
GB/T 21447 鋼質(zhì)管道外腐蝕控制規(guī)范
GB/T 21448 埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范
SY 6186 石油天然氣管道安全規(guī)程
SY 6320 陸上油氣田油氣集輸安全規(guī)程
(2)主要技術(shù)要求
新建管道應(yīng)當(dāng)在投產(chǎn)后3年內(nèi)進(jìn)行首次全面檢驗(yàn),以后視管道運(yùn)行安全狀況確定檢測(cè)周期。濕含硫天然氣管道超過(guò)8年、其它油氣管道超過(guò)15年需要縮短檢驗(yàn)周期。陰極保護(hù)不同參數(shù)應(yīng)每年、半年或每月進(jìn)行測(cè)試。長(zhǎng)輸管道高后果區(qū)識(shí)別每年一次,高后果區(qū)應(yīng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),輸油管道高后果區(qū)完整性評(píng)價(jià)最長(zhǎng)間隔時(shí)間不超過(guò)8年。
2. 管道完整性檢測(cè)技術(shù)概況
(1)內(nèi)檢測(cè)評(píng)價(jià)法
選擇適用的內(nèi)檢測(cè)器對(duì)管體缺陷進(jìn)行直接檢測(cè)并進(jìn)行結(jié)構(gòu)完整性評(píng)價(jià)的方法。優(yōu)點(diǎn):可以確定管體缺陷的位置和程度,從而能夠精確進(jìn)行結(jié)構(gòu)完整性評(píng)價(jià)。缺點(diǎn):某些管道不具備內(nèi)檢測(cè)條件。常用的內(nèi)檢測(cè)器類型:幾何內(nèi)檢測(cè)器—幾何變形;漏磁內(nèi)檢測(cè)器—金屬損失、部分裂紋;超聲內(nèi)檢測(cè)器——壁厚、裂紋;慣性測(cè)繪—中心線測(cè)繪;
①幾何變形檢測(cè)器
檢測(cè)范圍:管線長(zhǎng)度、彎頭半徑、內(nèi)徑變化、凹陷、三通、直管、閥門、焊縫。
②漏磁檢測(cè)技術(shù)
通過(guò)磁極使管壁間形成沿軸向的磁力線。金屬損失等缺陷導(dǎo)致磁力線的變化,傳感器通過(guò)探測(cè)和測(cè)量漏磁量判斷缺陷位置和大小等情況。驅(qū)動(dòng)部分是檢測(cè)器在管道中運(yùn)行的動(dòng)力來(lái)源,靠檢測(cè)器密封皮碗前后介質(zhì)的壓差來(lái)驅(qū)動(dòng)檢測(cè)器的運(yùn)行。磁鐵部分主要作用是與被測(cè)管壁形成磁回路,當(dāng)管壁沒(méi)有缺陷時(shí),磁力線囿于管壁之內(nèi);當(dāng)管壁存在缺陷時(shí),磁力線會(huì)穿出管壁產(chǎn)生漏磁。電子包部分是用來(lái)收集和處理所采集的信號(hào)并進(jìn)行存儲(chǔ)的單元。里程輪部分用來(lái)記錄檢測(cè)器在管道運(yùn)行當(dāng)中所行走的距離。探頭部分:由幾百個(gè)主探頭和內(nèi)外缺陷分辨探頭組成,用來(lái)探測(cè)檢測(cè)器運(yùn)行過(guò)程中管道存在的缺陷。
③超聲波檢測(cè)技術(shù)
通過(guò)液體耦合,傳感器直接向垂直于管道表面的方向發(fā)送超聲波信號(hào),管壁內(nèi)表面和外表面的超聲波反射信號(hào)被傳感器接收,計(jì)算它們的傳播時(shí)間差以及超聲波在管壁中的傳播速度確定壁厚、缺陷位置尺寸等。
④裂紋缺陷檢測(cè)技術(shù)
通過(guò)液體耦合介質(zhì)(油,水等) ,傳感器以一定角度的入射角(一般為45°)發(fā)射超聲波信號(hào),在管壁中產(chǎn)生剪切波,遇到內(nèi)外表面裂紋,會(huì)反射回來(lái)并被探頭接收。通過(guò)測(cè)量回波的時(shí)間與強(qiáng)度,從而探測(cè)各種裂紋的尺寸與位置 。適用于液體輸送管道。對(duì)于氣體輸送管道,可以在一個(gè)液體段內(nèi)運(yùn)行這種設(shè)備,以提供必要的超聲波-管壁耦合。
(2)壓力試驗(yàn)評(píng)價(jià)法
對(duì)管道(管段)直接進(jìn)行壓力試驗(yàn),驗(yàn)證其承壓能力的方法。優(yōu)點(diǎn):適用于無(wú)法開(kāi)展內(nèi)檢測(cè)的管道;可以直接驗(yàn)證管道的承壓能力。缺點(diǎn):不是對(duì)缺陷的直接檢測(cè);對(duì)于在役管道,存在停輸、污水處理等問(wèn)題;某些缺陷可能在打壓過(guò)程中惡化。(一般對(duì)新建、停用恢復(fù)管道)
(3)直接評(píng)價(jià)法
通常由預(yù)評(píng)價(jià)、間接檢測(cè)、直接檢查、后評(píng)價(jià)四個(gè)步驟組成的結(jié)構(gòu)性評(píng)價(jià)方法,是一個(gè)持續(xù)改進(jìn)、不斷趨準(zhǔn)的過(guò)程。優(yōu)點(diǎn):適用于無(wú)法內(nèi)檢測(cè)或壓力試驗(yàn)的管道。缺點(diǎn):依賴于間接檢測(cè)或預(yù)測(cè)模型,不是對(duì)缺陷的直接檢測(cè);通常只適用于隨時(shí)間發(fā)展的缺陷。
3.管道完整性檢測(cè)缺陷評(píng)價(jià)與分析
缺陷評(píng)估的目的是評(píng)估缺陷對(duì)管道強(qiáng)度的影響,確定含缺陷管道承壓能力的變化;是否需要降低操作壓力;缺陷是否需要修復(fù)及修復(fù)方式。常見(jiàn)缺陷:①腐蝕缺;②制造缺陷;③凹陷;④金屬物;⑤偏心套管。
管道中的缺陷類型大致可分為:①體積型缺陷,如局部腐蝕、均勻腐蝕、溝槽狀腐蝕、局部打磨缺陷等;②平面型缺陷,如焊縫未熔合、未焊透、焊接裂紋、應(yīng)力腐蝕裂紋等;③形狀缺陷,如凹陷針對(duì)不同的缺陷類型,需要采用不同的評(píng)估方法。為什么需要數(shù)據(jù)整合,絕對(duì)里程有差異。定位方式不一樣:ECDA檢測(cè)是依據(jù)測(cè)試樁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)定位,而內(nèi)檢測(cè)是通過(guò)mark點(diǎn)和閥室等特征點(diǎn)進(jìn)行定位。因此,必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和整合,才能開(kāi)展分析。
數(shù)據(jù)整合步驟為現(xiàn)場(chǎng)踏勘內(nèi)檢測(cè)mark點(diǎn)、陰極保護(hù)電位測(cè)試樁、里程樁等位置。使內(nèi)檢測(cè)特征點(diǎn)地面標(biāo)記的相對(duì)位置基點(diǎn)與ECDA地面檢測(cè)基點(diǎn)相同,將特征點(diǎn)、缺陷的絕對(duì)距離經(jīng)過(guò)比例縮放,建立統(tǒng)一坐標(biāo)。將高后果區(qū)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、防腐層檢測(cè)、腐蝕檢測(cè)、內(nèi)檢測(cè)等數(shù)據(jù)整合到一起,從而進(jìn)行后續(xù)綜合分析。 ???????根據(jù)ECDA檢測(cè)得到的里程數(shù)據(jù)與內(nèi)檢測(cè)的里程數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,在兩個(gè)定標(biāo)點(diǎn)之間的里程偏差較大的管段,綜合內(nèi)檢測(cè)器在該段的運(yùn)行速度,分析里程誤差大的原因,從而評(píng)價(jià)內(nèi)檢測(cè)質(zhì)量。
根據(jù)ECDA檢測(cè)得到的陰極保護(hù)、防腐層、雜散電流等檢測(cè)數(shù)據(jù)的分布情況,分析判斷內(nèi)檢測(cè)中外部金屬損失缺陷的分布與其的對(duì)應(yīng)關(guān)系,從而評(píng)價(jià)內(nèi)檢測(cè)針對(duì)外部金屬損失缺陷的檢測(cè)質(zhì)量及ECDA的有效性。
根據(jù)管道高程數(shù)據(jù)的變化情況,分析判斷內(nèi)檢測(cè)中內(nèi)部金屬損失缺陷的分布與其的對(duì)應(yīng)關(guān)系,從而評(píng)價(jià)內(nèi)檢測(cè)針對(duì)內(nèi)部金屬損失缺陷的檢測(cè)質(zhì)量。
4.結(jié)論
開(kāi)展管道完整性檢測(cè)綜合運(yùn)用了定量或定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),綜合應(yīng)用管道本質(zhì)安全檢測(cè)與評(píng)價(jià)、泄漏監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)等技術(shù),有效管控管道高后果區(qū)、高風(fēng)險(xiǎn)段。強(qiáng)化和落實(shí)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位的主體責(zé)任,建立生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位負(fù)責(zé)、職工參與、政府監(jiān)管、行業(yè)自律和社會(huì)監(jiān)督的機(jī)制。
參考文獻(xiàn):
[1]陶成軍, 田利男,周小勇.管道延長(zhǎng)壽命國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)性分析.油氣田地面工程, 2016, 35(10): 83-86.
[2]董紹華, 韓忠晨, 劉剛. 管道系統(tǒng)完整性評(píng)估技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用對(duì)策[J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn), 2014, 33(2): 121-128.
[3] 李根, 李相蓉. 凹陷缺陷對(duì)輸氣管道強(qiáng)度的影響. 焊管, 2015, 38(10): 53-56
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