王良軍 劉志鵬 侯向峰

中海廣東天然氣有限責任公司

摘 要： 參照GB 32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規范》，宜優(yōu)先選擇基于內檢測數據的適用性評價(jià)方法進(jìn)行完整性評價(jià)，但開(kāi)展漏磁內檢測要求管內有一定的介質(zhì)流量，對于未投產(chǎn)管段實(shí)施難度較大。結合某公司未投產(chǎn)天然氣管道的特殊工況，提出了水露點(diǎn)及氧含量檢測分析、 ECDA、 CCTV檢測、超聲測厚、超聲相控陣檢測、焊縫X光片復查等綜合方法分析評價(jià)管道的完整性，可用于建成未投產(chǎn)天然氣管道投產(chǎn)前完整性評估，保障管道投產(chǎn)安全，具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞： 建成未投產(chǎn)；天然氣管道；完整性評估；投產(chǎn)安全

建成而較長(cháng)時(shí)間未投產(chǎn)天然氣管道，在埋地期間可能因內、外腐蝕影響管道完整性，導致管道投產(chǎn)后出現氣體泄漏或結構強度降低，使得輸氣系統的安全和有效壽命受到限制[1]。

此次評估的2段管道，由于下游市場(chǎng)開(kāi)發(fā)、管網(wǎng)互聯(lián)互通等方面原因，管道建成后遲遲未投產(chǎn)。其中1段長(cháng)約9.2 km已埋地7年，另1段長(cháng)約28 km已埋地逾3年。上述管道已連通，內部采用氮氣封存，應檢查管道的施工質(zhì)量、內外部腐蝕狀況，評估管道的完整性，確保該天然氣管道后期投產(chǎn)安全。

1 評估流程

1.1 管線(xiàn)概況

該評估管段中間設置1個(gè)閥井和1個(gè)閥室，管道途經(jīng)南方水網(wǎng)農田地區，共包括38處道路、河流穿越，其中定向鉆穿越28處。管道路由如圖1所示。鋼管材質(zhì)為L(cháng)485MB，設計壓力為9.2MPa，管道類(lèi)型包括：Φ762×19.1 mm和Φ762×20.6 mm，輸送溫度為22℃，月平均氣溫以1月最低，為13.6 ℃，極端最低氣溫為﹣1.3 ℃，年平均降水量為1 791.3 mm。

圖1 管道路由圖

1.2 評估流程

結合該管段建設年限、閥井和閥室布置、管內無(wú)介質(zhì)流通，開(kāi)展漏磁內檢測實(shí)施難度較大等特殊工況，制定了評估流程，如圖 2所示。

圖2 評估流程

2 檢測及評估方法

評估重點(diǎn)為管道施工期焊口焊接質(zhì)量；管道外腐蝕情況；管道內腐蝕情況。選取了水露點(diǎn)及氧含量檢測分析、 CCTV檢測、 ECDA、 X光片復查、無(wú)損檢測、超聲測厚、超聲相控陣檢測等綜合檢測及評估方法。

ECDA和X光片復查在全段管線(xiàn)上開(kāi)展。水露點(diǎn)及氧含量檢測受限于測試取樣口，因此選在1#閥室和1#分輸站。 CCTV檢測結合現場(chǎng)條件，選擇在有管道改造施工且至少預留有1 m長(cháng)管道割口的管段開(kāi)展。無(wú)損檢測、超聲測厚、超聲相控陣檢測結合缺陷類(lèi)型在開(kāi)挖驗證階段開(kāi)展。

2.1 水露點(diǎn)及氧含量檢測分析

根據SY/T 4144―2008《天然氣輸送管道干燥施工技術(shù)規范》，干燥結束時(shí)管道出口空氣的水露點(diǎn)不應高于﹣20 ℃，管道所經(jīng)地區極端最低氣溫為﹣1.3 ℃。水露點(diǎn)及氧含量檢測評估結果見(jiàn)表 1。

2.2 CCTV檢測及后續開(kāi)挖驗證

管道CCTV檢測設備即管道CCTV檢測機器人，主要由爬行器、攝像頭、控制器和電纜盤(pán)4個(gè)部分組成[2]。結合現場(chǎng)作業(yè)窗口和作業(yè)條件，選取CCTV評估方法對管道內積水、垃圾、銹層、腐蝕、穿孔、裂紋、變形等狀況進(jìn)行探測和攝像， CCTV檢測結果如圖 3所示。

圖 3 CCTV檢測結果

查詢(xún)相關(guān)規范，未查到長(cháng)輸油氣管道CCTV檢測相關(guān)缺陷評級依據。結合相關(guān)項目經(jīng)驗，企業(yè)內部討論得出關(guān)于CCTV檢測缺陷分級標準，缺陷分成兩個(gè)等級，Ⅰ級缺陷是指管內垃圾殘留、管頂析出水珠、管底積水、焊縫輕微銹蝕等不需要開(kāi)挖驗證的缺陷；Ⅱ級缺陷是指可能對管道本體結構造成影響的直焊縫、環(huán)焊縫、腐蝕分層脫落等需要開(kāi)挖驗證的缺陷。檢測情況統計見(jiàn)表 2。

按照管道完整性閉環(huán)管理要求，結合缺陷類(lèi)型和嚴重程度，選取有針對性的檢測方法進(jìn)行開(kāi)挖驗證，焊縫缺陷開(kāi)挖驗證情況見(jiàn)表 3。

評定為Ⅱ級的3處管道腐蝕結垢層脫落缺陷， 2處具備開(kāi)挖條件，分別位于檢測里程119 m和125 m處，現場(chǎng)開(kāi)挖選取長(cháng)約1 m的檢測管段，采用超聲相控陣檢測未發(fā)現缺陷點(diǎn)，采用超聲測厚儀對管道剩余壁厚進(jìn)行測試，檢測里程119 m處、 125 m處管段最小壁厚分別為18.45 mm、 18.75 mm，測厚點(diǎn)部位見(jiàn)圖 4，詳細測試數據見(jiàn)表 4。

圖4 測厚點(diǎn)部位圖

按照GB/T 30582―2014《基于風(fēng)險的埋地鋼質(zhì)管道外損傷檢驗與評價(jià)》中的方法進(jìn)行剩余強度評價(jià)，管線(xiàn)材料的屈服強度、抗拉強度、許用應力、彈性模量E、以及泊松比取GB 50316―2008《工業(yè)金屬管道設計規范》中給定的L485鋼材料數據，σs＝480MPa,σb＝570MPa，λ＝0.3，Ε＝2.06×105MPa。
通過(guò)對測試壁厚結果統計顯示，需要計算剩余強度管段數據如表 5。

評價(jià)結果見(jiàn)表 7。

2.3 ECDA

參照SY/T 0087.1―2006《鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕評價(jià)標準埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕直接評價(jià)》 TSG 7003―2010《壓力管道定期檢驗規則―長(cháng)輸（油氣）管道》，對該段管道開(kāi)展全面檢驗，并出具合于使用評價(jià)報告，檢測結果見(jiàn)表 8。

對該段管道陰保有效性以及雜散電流干擾進(jìn)行檢測及評價(jià)，本次進(jìn)行管道通電電位、交流電壓5 min普測；采用試片法測試管道斷電電位；采用四極法測試管道附近土壤電阻率，采用Udl-2數據記錄儀采集管道24 h通斷電位、交流干擾電壓。檢測及評價(jià)結果見(jiàn)表 9。

2.4 X光片復查

依據施工期執行的SY/T 4109―2005《石油天然氣鋼質(zhì)管道無(wú)損檢測》，對施工期焊口X光片進(jìn)行復查，檢查及評價(jià)焊口焊接質(zhì)量，具體復查結果見(jiàn)表 10。

3 評估發(fā)現問(wèn)題

根據水露點(diǎn)及氧含量檢測分析結果、 CCTV檢測及后續開(kāi)挖驗證超聲測厚檢測、超聲相控陣檢測、ECDA、 X光片復查及分析結果，管道陰保有效性、雜散電流干擾與防護等外腐蝕狀況較好，管道內部部分管段存在積水已發(fā)生腐蝕且已產(chǎn)生較明顯的腐蝕產(chǎn)物，管道施工期焊口焊接質(zhì)量需要進(jìn)一步開(kāi)挖檢測評價(jià)，具體評估發(fā)現問(wèn)題如下。

（1）根據水露點(diǎn)及氧含量檢測分析結果，管道水露點(diǎn)不滿(mǎn)足規范要求，且1#閥井改造后管道內氧含量不滿(mǎn)足要求。

（2）根據CCTV檢測結果，管道內存在積水管段，管道內已發(fā)生腐蝕且已產(chǎn)生較為明顯的腐蝕產(chǎn)物，部分管段內存在較多施工期遺留的雜質(zhì)。

（3）根據超聲測厚的檢測結果，確定管線(xiàn)的腐蝕減薄并不明顯，存在缺陷的管段滿(mǎn)足在設計壓力下運行。

（4）根據超聲相控陣的檢測結果，在檢測范圍內未發(fā)現明顯的內部結構缺陷。

（5）根據ECDA檢測結果，管道防腐層狀況較好，管道斷電電位滿(mǎn)足規范要求，管道受外界交直流干擾影響較小。

（6）根據X光片復查結果，有6道焊口評級為Ⅳ級與竣工資料不符，且不滿(mǎn)足規范要求。

4 結論及建議

根據該管段的特殊工況，制定了投產(chǎn)前評估流程，完成了投產(chǎn)前管道完整性評估工作�？梢缘贸鲈撎烊粴夤芏瓮夥栏瘜诱�體狀況良好，內腐蝕類(lèi)型主要為均勻腐蝕，腐蝕程度較輕。因受限于CCTV等的作業(yè)條件， CCTV檢測及后續開(kāi)挖驗證的管段總長(cháng)度較短，只抽查了約1 km管道占管道總長(cháng)比例較小，檢測及評估結果具有一定的代表性但代表性不強，因此須采取進(jìn)一步措施，相關(guān)結論建議如下。

（1）對該管段盡快啟動(dòng)以水為介質(zhì)的耐壓試驗，以確保投產(chǎn)安全。

（2）對6道評級為Ⅳ級的焊口盡快啟動(dòng)開(kāi)挖檢測驗證工作。

（3）如耐壓試驗后不滿(mǎn)足投產(chǎn)要求，須借助空壓機開(kāi)展投產(chǎn)前管道內檢測工作；如耐壓試驗滿(mǎn)足投產(chǎn)要求，則應當在投產(chǎn)試運階段氣量滿(mǎn)足條件后，盡快啟動(dòng)管道內檢測工作。

參考文獻：

[1]于海濤，王海峰，趙元元，等 .未連通閑置天然氣管道內腐蝕評估[J].管道技術(shù)與設備，2017 (4) :45-48.

[2]馮成會(huì )，鄭洪標.CCTV檢測與評估技術(shù)在水庫排水涵管檢測中的應用[J].測繪通報， 2013（s2）： 131-134.

作者：王良軍， 1971年出生，中國石油大學(xué)（華東）工學(xué)博士，高工，中海廣東天然氣有限責任公司，副總經(jīng)理。

劉志鵬， 1990年出生，中國石油大學(xué)（華東），工學(xué)學(xué)士，中海廣東天然氣有限責任公司，完整性管理主管。

（本篇論文獲第六屆中國管道完整性管理技術(shù)交流大會(huì )一等獎，經(jīng)作者同意，本刊轉載時(shí)有刪改。）