王沖  王文艷  費凡  王彥軍

北京天然氣管道公司

 

隨著(zhù)完整性管理理念的引進(jìn)，管道的管理逐漸由基于管道事件的管理模式逐步向基于可靠性為中心的管理模式轉變。對于管道的可靠性分析，管道檢測和評估是必不可少的環(huán)節，建立管道檢測和評估技術(shù)標準體系顯得尤為迫切。

本文重點(diǎn)介紹陜京管道檢測與評估技術(shù)標準體系建設和應用情況。

1  標準體系主要內容

體系包含21項技術(shù)標準，涵蓋了數據收集、風(fēng)險評估、管道檢測、管道修復、體系建設等5個(gè)方面的內容，突出了管道檢測、監測和評估技術(shù)標準，體現了企業(yè)的最新科研成果。

 

標準體系框圖

2  管道檢測技術(shù)標準

管道檢測是進(jìn)行管道評估的前提條件，檢測技術(shù)水平如何，直接決定著(zhù)管道評估的準確度�！安钪�毫厘，謬以千里”，應對管道的檢測活動(dòng)做出標準性總結,使檢測活動(dòng)具有規范性、標準性和可重復性，為管道評估提供詳實(shí)、準據的數據支持。

2.1鋼制管道內檢測執行技術(shù)規范（Q/SY JS0054-2005）

檢測器具備的前提條件：規定檢測器探頭系統最少為80探頭、80數據通道。檢測器動(dòng)態(tài)性能需滿(mǎn)足系統要求，經(jīng)過(guò)牽拉實(shí)驗驗證。檢測中的速度變化以及標定測試檢驗能夠保證在許可的速度極限之內，保證數據的質(zhì)量。

檢測數據驗證：驗證承包商檢測報告的準確，對管線(xiàn)的腐蝕情況進(jìn)行調查。規定了選點(diǎn)原則，所選點(diǎn)的有關(guān)數據表格形式，定位、查找方法和初步驗證結果的比較方法。

數據評價(jià)分析：規定了對檢測服務(wù)商所提供缺陷數據的要求，明確安全評價(jià)的內容及依據的標準，最終給出該缺陷是否進(jìn)行處理的建議。

2.2鋼制管道超聲導波檢測技術(shù)規范（Q/SY1184-2009）

規定新建管道投產(chǎn)之后應在三年內進(jìn)行基線(xiàn)檢測，其后檢測周期為每5至8年檢測1次，對管道重點(diǎn)部位每3到5年檢測1次。特殊情況下，可根據上次檢測結果安全評價(jià)后適當延長(cháng)或加密檢測周期。

明確了埋地管道開(kāi)挖和防腐層剝離的相關(guān)要求。在檢測過(guò)程中出現的疑似信號應采取其他手段現場(chǎng)驗證。需填寫(xiě)《超聲導波檢測記錄表》和《管道缺陷記錄表》，并由檢測和審核人員簽字確認。

2.3含缺陷管道C掃描三維檢測技術(shù)規程(Q/SY JS0104—2010)

規定了含缺陷管道C掃描三維檢測所必須的管道超聲波C掃描檢測設備的操作要求，適用于管道在線(xiàn)超聲波C掃描檢測操作的管理。對C掃描作業(yè)流程、操作步驟、現場(chǎng)檢測記錄、數據評價(jià)分析以及設備的保養作出了明確規定。

3  管道監測技術(shù)標準

對關(guān)鍵部位和數據進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，是為了達到更好的管理目的而實(shí)施的必要手段，通過(guò)監測技術(shù)可以掌握數據的發(fā)展水平和趨勢，并針對性的實(shí)施預防性措施。

3.1天然氣管道內腐蝕監測數據分析與評價(jià)規范（Q/SY JS0067-2006）

評價(jià)流程：

 

評價(jià)流程框圖

數據處理：數據的處理采用LABVIEW應用程序為基礎編制的應用軟件（MS-9000）。根據單通道圖形分析軟件可以直接得出該時(shí)間段的腐蝕速率和壁厚金屬損失量，每月統計的腐蝕速率和金屬損失量由選取各時(shí)間段的計算結果進(jìn)行累加求和并取算術(shù)平均值。

評價(jià)內容：現場(chǎng)測量及采集有關(guān)數據，對原始測量數據進(jìn)行分析和處理；管線(xiàn)所處環(huán)境的腐蝕性分析；根據管道的歷史資料和現場(chǎng)監測的數據，計算輸氣管道內部的平均腐蝕（或磨蝕）速率和金屬損失量；管道內腐蝕原因分析；提出管道內腐蝕防護的建議及措施。

3.2超聲導波永久探頭技術(shù)規范（Q/SY JS0101—2010）

規定了鋼質(zhì)管道超聲導波永久探頭安裝和檢測所必須的操作程序。明確了鋼質(zhì)管道超聲導波永久探頭安裝和檢測的技術(shù)要求、檢測報告格式和驗證方法。作為常規超聲導波技術(shù)的補充，針對管道高風(fēng)險部位且常規超聲導波操作困難或成本較高的架空或埋地管道使用該技術(shù)進(jìn)行監測。

3.3管道地質(zhì)災害高風(fēng)險點(diǎn)應變監測技術(shù)規范(Q/SY JS0102—2010)

監測點(diǎn)的選擇：選擇具有地質(zhì)災害風(fēng)險或可能受到人為損壞的地點(diǎn)進(jìn)行監測，監測點(diǎn)位置應有手機信號。

數據采集與分析：系統按照預先設定好的策略，對下位機發(fā)送指令進(jìn)行數據采集，將采集到的數據存入數據庫中。數據采集過(guò)程無(wú)需人工干預。每次采集完一次數據，系統自動(dòng)對所采集到的數據進(jìn)行分析，對于達到報警極限的數據，系統按照預先設定的方式進(jìn)行報警。

報警響應：當報警聯(lián)系人收到數據超限報警信息時(shí)，及時(shí)關(guān)注監測點(diǎn)處管道的狀態(tài)，判斷管道是否受到了自然災害的威脅或人為的破壞。

4  管道評估技術(shù)標準

管道評估是管道檢測活動(dòng)的延續和目的，是管道安全運營(yíng)的重要環(huán)節，是進(jìn)一步進(jìn)行管道作業(yè)的指導和依據，所以保證評估技術(shù)的規范性也是標準化管理不可或缺的一環(huán)。

4.1鋼制管道缺陷安全評價(jià)標準(Q/SY JS0055—2015)

評價(jià)步驟：評價(jià)步驟包括三個(gè)評價(jià)等級，分別為：

LEVEL-1 評價(jià)只考慮最大缺陷維數，例如，最大深度、最大長(cháng)度和單個(gè)缺陷或相鄰缺陷之間距離，使用本規程推薦的一個(gè)簡(jiǎn)單的方程，評價(jià)要求滿(mǎn)足最少量的信息，并給出相關(guān)更加保守的結果。

LEVEL-2評價(jià)不僅考慮最大缺陷尺寸，而且考慮缺陷或相鄰缺陷金屬損失面積，評價(jià)使用其中一種具有建設性和成果性的方法。由于考慮缺陷的形狀，具有軟件支持或專(zhuān)家支持給出的較高精度。

LEVEL-3評價(jià)使用數值分析方法、非線(xiàn)性有限元分析方法與應力或應變準則確定塑性失效。評價(jià)給出高精度結果，適合于解決一些復雜問(wèn)題，例如腐蝕管道的彎頭、承受彎曲載荷或承受切向力。

4.2天然氣長(cháng)輸管道高后果區分析準則(Q/SY JS0061—2015)

規定了高后果區識別過(guò)程應考慮的因素：泄漏對健康和安全的影響后果，包括可能的排放需要；輸送產(chǎn)品的性質(zhì)；管道的運行條件（壓力、溫度、流量）；高影響區的地形和管段形貌；可能的擴散范圍或可能的管輸液體介質(zhì)流通渠道；管道的壓力波動(dòng)影響；管道的管徑、潛在的泄漏量、兩個(gè)截斷閥等隔離點(diǎn)的距離；管道經(jīng)過(guò)的或者是管線(xiàn)附近的高后果區種類(lèi)和性質(zhì)；地區內存在潛在自然力（洪水區、地震區、沉陷區）；響應能力（發(fā)現時(shí)間、證實(shí)和確定泄漏位置、反應時(shí)間、反應特性等）。

4.3管橋結構安全評價(jià)規范（Q/SY JS0063-2006）

檢測內容：對全橋結構的關(guān)鍵部位進(jìn)行靜應力測試；對全橋結構的關(guān)鍵部位進(jìn)行動(dòng)態(tài)應力測試；對鋼結構構件的腐蝕情況進(jìn)行全面檢測；對主要焊縫進(jìn)行X射線(xiàn)與超聲波探傷；對塔基進(jìn)行現場(chǎng)取樣，作巖土力學(xué)性能測試；開(kāi)展地基基礎振動(dòng)測試和載荷板試驗及其他需要檢測的內容。

分析內容：對全橋運用有限元方法建立三維實(shí)體模型進(jìn)行各種載荷工況下的靜、動(dòng)力學(xué)分析，分橋體設計狀態(tài)和現狀態(tài)，計算分析橋體的靜、動(dòng)態(tài)應力、變形及穩定性。對鋼索、系鉤及塔架進(jìn)行局部強度分析，作出分析報告；對地基的靜動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析，作地基沉降與土壤變形趨勢預測報告；對全橋結構進(jìn)行安全性測試，提出分析報告，內容包含壽命分析、加強方案及安全性措施。

4.4鋼制管道ABAQUS仿真系統評價(jià)技術(shù)規范（Q/SY JS0064-2016）

評價(jià)步驟：

 

評價(jià)步驟框圖

5 結論和建議

陜京管道檢測和評估技術(shù)標準體系建設尚處于起步階段，與國內外先進(jìn)水平還有不小差距，標準研究成果還需要經(jīng)過(guò)實(shí)踐進(jìn)一步驗證。

(1)開(kāi)展完整性管理預防性檢測與維護標準的研究制定。完整性管理工作的核心內容是通過(guò)預防性檢測、評估、維護發(fā)現隱患，達到治理的目的，應盡快形成相應的標準。

(2)對于部分不能進(jìn)行內檢測的管道，國際上正在研究和應用unpiggable 管道非接觸式檢測技術(shù),如儲氣庫井場(chǎng)-氣庫之間管線(xiàn)、各庫的凝析油管線(xiàn)，國內急需建立這方面的檢測技術(shù)標準。

(3)場(chǎng)站設備的技術(shù)類(lèi)型較多，目前采用的風(fēng)險評價(jià)技術(shù)手段不明確。如HAZOP、SIL、QRA等技術(shù)的使用范圍需明確；針對各種復雜設備的類(lèi)型，如閥門(mén)、容器、壓縮機、分離器、計量調壓裝置使用的風(fēng)險評價(jià)技術(shù)，如FMECA（失效模式、后果評價(jià)）、事故樹(shù)、安全檢查表等方法需要建立標準和規范。

參考文獻：

［1］董紹華  管道完整性技術(shù)與管理  中石化出版社  2007.1

［2］劉冰  國內外油氣管道標準對比分析 石油工業(yè)出版社  2010.7

［3］袁厚明  地下管線(xiàn)檢測技術(shù)  中國石化出版社  2007.9

［4］董紹華 管道完整性管理體系與實(shí)踐  石油工業(yè)出版社     2009.6

［5］郭生武 輸送管線(xiàn)完整性檢測、評價(jià)及修復技術(shù) 石油工業(yè)出版社 2007.5

［6］薛振奎等 我國油氣管道技術(shù)綜述 管道科學(xué)研究論文選集（1999-2003） 石油工業(yè)出版社2004.3 P8-14

作者：王沖，中石油北京天然氣管道有限公司，工程師。2005畢業(yè)于河北科技大學(xué)，現主要從事管道完整性、管道檢測和安全評價(jià)等方面工作。

《管道保護》2017年第1期（總第32期）