長(zhǎng)輸管道合于使用評(píng)價(jià)常見(jiàn)問(wèn)題總結(jié)*

孫占強(qiáng)，余 磊

（浙江安防職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 溫州 325016）

合于使用評(píng)價(jià)作為壓力管道內(nèi)外檢驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告中不可缺少的一項(xiàng)內(nèi)容，也是報(bào)告中最具有技術(shù)能力的的章節(jié)。如何能夠?qū)⒑嫌谑褂迷u(píng)價(jià)準(zhǔn)確的、精確的展示現(xiàn)場(chǎng)壓力管道的實(shí)際情況，是目前行業(yè)內(nèi)較難解決的問(wèn)題之一。

合于使用評(píng)價(jià)主要是針對(duì)檢測(cè)后數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析檢測(cè)的壓力管道段是否存在金屬損失缺陷、焊縫缺陷和凹陷缺陷數(shù)據(jù)，以及相應(yīng)缺陷是否超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)中所要求的指標(biāo)；再進(jìn)行剩余強(qiáng)度、剩余壽命和超標(biāo)缺陷等方面適用性評(píng)價(jià)，評(píng)估檢測(cè)的壓力管道段是否可以正常安全的運(yùn)營(yíng)到下一檢驗(yàn)周期。

1 合于使用評(píng)價(jià)常用標(biāo)準(zhǔn)

1）國(guó)外相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

從二十世紀(jì)六十年代開(kāi)始，國(guó)外就已經(jīng)對(duì)含有腐蝕缺陷的鋼質(zhì)管道進(jìn)行了剩余強(qiáng)度研究，并制訂了一系列評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

表1 鋼質(zhì)管道剩余強(qiáng)度國(guó)外相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2）國(guó)內(nèi)相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)也在國(guó)外評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，相應(yīng)的翻譯并改進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)剩余強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，以便更適用于國(guó)內(nèi)油氣管道的相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。比如，參考ASME B 31G的《基于風(fēng)險(xiǎn)的埋地鋼質(zhì)管道外損傷檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)》（GB／T 30582-2014），參考API 579的《承壓設(shè)備合于使用評(píng)價(jià)》（GB/ T 35013-2018），參考BS 7910的 《在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定》（GBT 19624-2019）。

又比如，參考DNV-RP-F101的《腐蝕管道評(píng)估的推薦作法》（SY／T 10048-2016），參考ASME B 31G的《鋼質(zhì)管道管體腐蝕損傷評(píng)價(jià)方法》（SY／T 6151-2009），參考API579的《含缺陷油氣管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法》（SY／T 6477-2017）。國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的匯總?cè)绫?。

表2 國(guó)內(nèi)相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

目前已經(jīng)有很多學(xué)者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的適用性進(jìn)行相關(guān)的研究。例如，黃志強(qiáng)等［1］對(duì)ASME B31G-2009和SY／T 6151-2009兩種方法進(jìn)行了對(duì)比分析，證明兩種方法都具有一定的保守性：ASME B31G-2009采用分級(jí)評(píng)價(jià)方法便于評(píng)價(jià)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和評(píng)價(jià)要求選擇不同進(jìn)行評(píng)價(jià)，具有很強(qiáng)的工程實(shí)用價(jià)值，對(duì)評(píng)價(jià)人員提出了更高的要求；SY／T 6151-2009計(jì)算過(guò)程較復(fù)雜，所需參數(shù)較難測(cè)量，使得評(píng)價(jià)結(jié)果的精確度降低。王戰(zhàn)輝和馬向榮［2-5］等以X70、X80、X100高鋼級(jí)油氣管道為研究對(duì)象，利用ASME B31G標(biāo)準(zhǔn)、RSTRENG標(biāo)準(zhǔn)、DNV RP-F101標(biāo)準(zhǔn)、PCORRC標(biāo)準(zhǔn)剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法對(duì)其進(jìn)行剩余強(qiáng)度預(yù)測(cè)，并與爆破壓力比較，分析不同評(píng)價(jià)方法在高鋼級(jí)油氣管道中的保守性和準(zhǔn)確性。結(jié)果表明：DNV RPF101標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測(cè)結(jié)果變化幅度小，集中性好，準(zhǔn)確性?xún)?yōu)，最適合含缺陷腐蝕缺陷的X70、X80、X100高鋼級(jí)油氣管道的剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)。張楠［6］介紹ASME B31G、API RP579、DNV RP-F101、SY／T6151-2009等評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的管道失效壓力和收集文獻(xiàn)中管道爆破壓力對(duì)比得出結(jié)論ASME B31G更加適合評(píng)價(jià)低強(qiáng)度鋼級(jí)，而DNV RP-F101更加適合評(píng)價(jià)中高強(qiáng)度鋼級(jí)。肖國(guó)清等［7］對(duì)X80管道進(jìn)行了失效評(píng)估研究，證明了DNV RP-F101、PCORRC兩種評(píng)價(jià)方法更適用于X80管道。

但隨著鋪設(shè)管道管材材質(zhì)的提高和管道敷設(shè)環(huán)境的復(fù)雜，不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的適用性還待進(jìn)一步研究。

2 合于使用評(píng)價(jià)常見(jiàn)問(wèn)題

在結(jié)合上述標(biāo)準(zhǔn)對(duì)含缺陷的長(zhǎng)輸（油氣）管道進(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)過(guò)程中，依然會(huì)遇到很多問(wèn)題。

2.1 內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

長(zhǎng)輸（油氣）管道在進(jìn)行內(nèi)檢測(cè)工作之后，對(duì)其檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析的主體主要體現(xiàn)于三個(gè)方面：金屬損失缺陷、焊縫缺陷和凹陷缺陷。

1）金屬損失缺陷數(shù)據(jù)對(duì)缺陷類(lèi)別的區(qū)分準(zhǔn)確性。

金屬損失缺陷根據(jù)產(chǎn)生缺陷原因分為制造缺陷和腐蝕缺陷兩種。制造缺陷是管材在生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷，不隨時(shí)間的變化而變化。腐蝕缺陷是管材在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，因管道受到敷設(shè)的周?chē)h(huán)境等其它因素影響而產(chǎn)生腐蝕，隨著時(shí)間的變化而變化。金屬損失缺陷根據(jù)缺陷所處位置又分為內(nèi)部腐蝕和外部腐蝕兩種。目前在內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)告中，確實(shí)已經(jīng)對(duì)上述缺陷進(jìn)行區(qū)分，但缺陷區(qū)分類(lèi)別的準(zhǔn)確性還待商榷，也是對(duì)評(píng)價(jià)報(bào)告適用性的一大考驗(yàn)。

2）焊縫異常深度的準(zhǔn)確性。

目前內(nèi)檢測(cè)技術(shù)對(duì)焊縫檢測(cè)，對(duì)其缺陷深度無(wú)法準(zhǔn)確定義，只能以“較嚴(yán)重”“嚴(yán)重”等程度描述，也對(duì)“較嚴(yán)重”和“嚴(yán)重”的區(qū)分界限有些模糊。

有些檢測(cè)公司出具的內(nèi)檢測(cè)技術(shù)報(bào)告中，提供焊縫缺陷的深度和長(zhǎng)度，按照相關(guān)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用平面缺陷評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，比對(duì)FAD圖確定焊縫異常點(diǎn)是否通過(guò)評(píng)價(jià)，但評(píng)價(jià)結(jié)果并不能得到甲方單位的認(rèn)可，主要原因還是焊縫檢測(cè)提供的焊縫異常點(diǎn)深度的準(zhǔn)確性。因此在評(píng)價(jià)報(bào)告中，對(duì)焊縫缺陷的評(píng)價(jià)一直都是薄弱章節(jié)，對(duì)評(píng)價(jià)報(bào)告的結(jié)論有著非常大的影響，尤其是確定下一次檢驗(yàn)周期。

3）凹陷缺陷數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

凹陷是由于管壁永久塑性變形而使管道橫截面發(fā)生的總的變形，是管道幾何缺陷的常見(jiàn)形式之一［8］。其可以發(fā)生在管道施工建設(shè)期間，由于搬運(yùn)、回填過(guò)程中的碰撞或巖石障礙等原因?qū)е?；也可以發(fā)生在管道服役期間，由于挖掘設(shè)備、巖石等外物的壓砸（陸地管道），拖船、拖網(wǎng)的破壞（海底管道）等原因?qū)е拢?］。

British Gas提出，當(dāng)凹陷深度小于8%管徑時(shí)，凹陷對(duì)管道爆破強(qiáng)度的影響很小。

Europe Pipeline Research Group（EPRG）認(rèn)為，當(dāng)凹陷深度達(dá)到7%管徑時(shí)，需要修理或移除。但是隨著輸送管道管材鋼級(jí)的不斷提高，鋼的韌性越來(lái)越大，再用基于凹陷深度的方法進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)估是不恰當(dāng)?shù)?。ASME B31.8提出基于應(yīng)變的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為當(dāng)凹陷區(qū)的最大應(yīng)變達(dá)到6%時(shí)（6%是在3%和12%之間選取的數(shù)值，3%時(shí)ASME B31.4和ASME B31.8種允許的彎曲應(yīng)變極限，）需修理或移除［10］。

目前在凹陷問(wèn)題的研究方面比較薄弱，不同的標(biāo)準(zhǔn)也都對(duì)此提出了相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法，也涉及到凹陷和溝槽、腐蝕等其他種類(lèi)缺陷聯(lián)合工況，但未能完全的體現(xiàn)其適用性，所以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中未能得到很好的應(yīng)用，因此內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)中的凹陷數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和評(píng)價(jià)方法的適用性還需要重視。

2.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的選擇

合于使用評(píng)價(jià)主要是針對(duì)缺陷的剩余強(qiáng)度、剩余壽命和超標(biāo)缺陷3個(gè)方向，來(lái)評(píng)價(jià)管道在這些缺陷下能不能在設(shè)計(jì)工況或操作工況下安全、正常運(yùn)營(yíng)到下一次檢驗(yàn)周期。

但從上述內(nèi)容可知，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)出版了很多評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都存在著優(yōu)勢(shì)，也有著保守性，也存在對(duì)某方面進(jìn)行針對(duì)性和適用性的評(píng)價(jià)方法。因此檢驗(yàn)單位的工作人員選取合適的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)，是有著不小的困難的，而當(dāng)委托單位要求檢驗(yàn)單位以某一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，但其并不是最合適標(biāo)準(zhǔn)，若后續(xù)有事故發(fā)生，檢驗(yàn)單位很難規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 合于使用評(píng)價(jià)報(bào)告的適用性

一條長(zhǎng)輸管道途徑區(qū)域比較多，所以敷設(shè)環(huán)境也是不同的。而在內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)中是不能將其體現(xiàn)，且內(nèi)檢測(cè)報(bào)告也未對(duì)其進(jìn)行描述，所以依據(jù)內(nèi)檢測(cè)報(bào)告中的數(shù)據(jù)進(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)時(shí)，只能根據(jù)普通情況下完成評(píng)價(jià)，不能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)特殊工況評(píng)價(jià)。比如，長(zhǎng)輸管道檢驗(yàn)，剩余壽命樣本數(shù)據(jù)未考慮架空部分（跨越或長(zhǎng)距離的架空敷設(shè)），結(jié)論部分未明確架空部分檢驗(yàn)周期，與埋地段的總結(jié)論是否寫(xiě)一致，未對(duì)架空段評(píng)級(jí)進(jìn)行描述，如果給結(jié)論的話，架空部分與埋地段評(píng)級(jí)結(jié)果如何協(xié)調(diào)等等。

有時(shí)在內(nèi)檢測(cè)過(guò)程中，因其他原因造成某段未能得到很好識(shí)別或此段數(shù)據(jù)丟失，然后根據(jù)內(nèi)檢測(cè)報(bào)告中的數(shù)據(jù)進(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)，此時(shí)評(píng)價(jià)結(jié)果是否適用于整條管道，還需得到進(jìn)一步的商討。

3 建議

1）提高內(nèi)檢測(cè)的數(shù)據(jù)精度，增強(qiáng)與合于使用評(píng)價(jià)需求的匹配性，使合于使用評(píng)價(jià)報(bào)告結(jié)論與建議更適用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。

2）評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的選擇需慎重?，F(xiàn)場(chǎng)工作人員不是所有人都去研究評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的適用性，有必要整理一套適用于現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)手冊(cè)。

3）現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)人員需要針對(duì)實(shí)際情況，對(duì)委托單位指定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷（是否合適），并提出相應(yīng)的解決方案。

4）合于使用評(píng)價(jià)報(bào)告增加必要的免責(zé)性說(shuō)明，包括非關(guān)鍵數(shù)據(jù)額缺失、評(píng)價(jià)的前提假設(shè)、模型和方法的局限性、數(shù)據(jù)來(lái)源的可靠性。