管道完整性管理技术集成与应用

基于管道完整性管理技术集成的目的和意义,对管道完整性管理业务流程和所涉及的技术领域进行分析集成,提出了管道完整性管理技术体系架构。针对风险评价环节,着重评析了Kent评分法,列述了国际上比较成熟的风险评价软件,对Kent评分法的指标体系进行修改和完善,并调整指标的权重分值,形成了更加适应国内管道情况的评分指标体系。针对管道检测与完整性评价环节,根据国内实施螺旋焊缝缺陷检测的实际需求,参照BS7910对裂纹类缺陷的分级评价方法,评析了三轴高清漏磁检测技术对螺旋焊缝缺陷的适用性,工程应用实践表明:该方法基本解决了上世纪70年代所制造管道的螺旋焊缝缺陷的检测、评价与修复技术难题。显而易见,管道完整性管理技术集成是一个持续更新、完善和发展的过程。     

管道螺旋焊缝缺陷的初级失效评估

阐述了焊缝缺陷的评估原理和分级方法,参考英国标准BS 7910的1A级断裂评估准则,提出了螺旋焊缝缺陷失效的初级评价方法,并针对庆铁老线林源至新庙段管道的超声检测数据进行了应用性计算.对螺旋焊缝缺陷的断裂失效和塑性破坏失效的评估结果表明,部分缺陷在内压大于4.5 MPa下不安全.研究认为,在实现较高级评估之前,初级失效评价结果可以为螺旋焊缝的检测、完整性评价和缺陷修复等完整性决策提供参考和指导.     

基于漏磁内检测的管道环焊缝缺陷识别与判定

为了实现基于漏磁内检测的管道环焊缝缺陷的有效识别与判定,对环焊缝异常信号的特征及其影响因素进行了分析。通过漏磁信号有限元仿真分析与内检测牵拉试验,系统分析了管道磁化水平、传感器提离值、环焊缝余高,环焊缝缺陷形状、位置及开口方位等因素对缺陷漏磁场的影响,明确了环焊缝缺陷与漏磁信号特征之间的对应关系,提出了基于漏磁内检测信号的环焊缝缺陷分类方法。将环焊缝缺陷分成了4类,并给出了环焊缝缺陷的漏磁内检测检出率和识别准确率。现场开挖验证结果进一步验证了识别与分类判定结果的准确性,为基于漏磁内检测的环焊缝缺陷识别与判定技术工业化应用奠定了基础。     

输油管道环焊缝超声波内检测信号识别

环焊缝开裂是埋地输油管道的主要失效形式之一,严重威胁管道的安全运营,准确识别和量化环焊缝缺陷,建立统一的内检测精度要求,是目前国内外管道内检测公司共同面临的难题之一。基于现有的轴向裂纹超声波内检测技术,研发适用于环焊缝平面型缺陷的内检测技术成为解决该难题的可行方法之一。通过研制超声波内检测器,并根据多次全尺寸管道牵引试验和实际管道的检测结果,建立了环焊缝缺陷超声波检测识别和尺寸量化模型,与漏磁内检测及现场环焊缝缺陷开挖结果进行对比,验证了该检测器的检测精度。结果表明:超声波内检测能够检测出漏磁内检测未发现的严重环焊缝平面型缺陷,但缺陷识别精度和尺寸量化模型需要更多的开挖验证数据进一步完善。该缺陷识别和量化模型的建立可为超声波内检测技术的应用与发展提供借鉴。     

管道环焊缝检测识别方法

针对管道内检测缺陷点的定位问题,提出了一种基于漏磁原理的管道环焊缝识别方法。在使用内检测结果对缺陷点进行修复时,需要准确定位管道缺陷点位置。内检测器通过搭载里程计来记录检测器前进里程,从而定位管道缺陷点位置。但是检测器在管道中的旋转前进方式及里程计的累积误差,导致检测器记录的里程与实际的管道里程存在较大偏差,且该偏差随检测里程增加而增大。为了准确定位管道缺陷及特征点,通过在检测器上加装焊缝检测器,在内检测数据处理中识别出管道环焊缝,从而借助通过环焊缝里程对缺陷点进行精确定位。牵拉试验证明:该环焊缝识别方法识别率超过95.24%。     

某河底穿越管道环焊缝缺陷的安全评价

某长输原油管道河底穿越段通过三轴漏磁和惯性测绘内检测发现存在环焊缝缺陷并伴有弯曲应变,需要对其安全性进行评价。采用英国标准BS 7910-2005中的结构完整性评价方法,对内压和弯曲应力复合载荷作用下该环焊缝缺陷的可接受性进行了评价。同时,对评价中涉及的弯曲应力、断裂韧性、缺陷深度、残余应力、缺陷长度和内压等参数进行了敏感性分析,讨论了各参数对评价结果的影响程度。结果表明:在当前工况下,该缺陷是可以接受的,暂时无需修复。基于完整性评价和敏感性分析的结果,对该管道的生产运行和监控提出了合理的建议。该评价方法和结论可作为解决其他类似工程问题的参考。     

基于DCNN的管道漏磁内检测环焊缝缺陷智能分类法

环焊缝缺陷是影响在役长输油气管道安全运行的重要因素,但环焊缝处漏磁内检测信号相对复杂,利用传统的人工分析方法不易实现缺陷的分类。在此,提出一种基于深度卷积神经网络（Deep Convolutional Neural Network,DCNN）的管道漏磁内检测环焊缝缺陷智能分类方法：将管道环焊缝漏磁内检测信号图像作为样本,并以环焊缝开挖后射线检测发现的缺陷类型为样本标签建立数据库,再利用深度卷积对抗生成网络（Deep Convolution Generative Adversarial Network,DCGAN）对数据集进行扩展增强;利用扩展增强后的数据集对残差网络进行改进与迭代训练,再使用训练后的残差网络对环焊缝漏磁内检测信号图像进行分类。实例应用结果表明：该方法可实现对环焊缝常见条形缺陷、圆形缺陷的识别分类,分类测试的准确率为83%～88%,对于圆形缺陷的召回率超过97%。新方法突破了人工分析环焊缝处漏磁内检测信号的局限,可为环焊缝缺陷智能分类提供参考。（图5,表6,参31）     

B型全封闭钢质套简修复技术改进

我国东部管网老化严重,大量螺旋焊缝和环焊缝缺陷需要采用套筒修复.传统B型套筒修复技术,由于焊缝余高的存在,套筒与管壁的安装贴合度差,同时对焊缝顶部产生的集中作用力,促使裂纹继续扩展,使修复质量大打折扣.基于软件模拟和力学分析研制了新型凸式B型套筒,在筒壁预留焊缝凹槽,安装时通过凹槽过渡焊缝,解决了传统B型套筒与缺陷管体结合贴合度低、焊接难度高、修复质量差等问题.新型凸式B型套筒修复管件的爆破压力达到14 MPa,远高于管体的实际运行压力和屈服压力.     

管道焊缝缺陷的定量安全评定与容限尺寸

目前,焊缝缺陷已经成为影响老管道运行的重大安全隐患。某一老龄管道环焊缝、螺旋焊缝存在错边及明显的表面缺陷,对其母材和焊缝分别进行拉伸和断裂韧性试验,基于试验数据,结合管道的基本参数和运行情况,采用失效评定图(FAD)技术对环焊缝、螺旋焊缝缺陷进行了一级和二级评定,定量分析管道缺陷处的安全裕度,通过迭代计算得到了焊缝处的容许表面裂纹尺寸,并对环焊缝、螺旋焊缝裂纹容限尺寸进行了定量研究。研究结果表明:一级评定会低估管道的承载能力,计算得到的裂纹容限尺寸小于二级;管道在4 MPa运行压力下,螺旋焊缝缺陷处安全裕度很小,危险性高于环焊缝缺陷,焊缝处的裂纹容限尺寸小于环焊缝;相比于裂纹长度,裂纹深度对评估结果的影响更大。通过研究,为管道缺陷验收提供了依据,为焊缝评价的科学化、合理化提供了参考。     

裂纹内检测技术应用于管道螺旋焊缝的可行性分析

针对东北管网多次发生螺旋焊缝开裂事故的事实,研究了造成螺旋焊缝开裂事故的缺陷类型和特征.从超声裂纹内检测器的工作原理、工况需求等方面分析了在东北管网对螺旋焊缝缺陷进行超声裂纹检测的可行性.受到超声发射、接收探头以及管道内表面清洁度等因素限制,认为在东北管网对螺旋焊缝缺陷实行超声裂纹内检测具有一定的局限性.     

铁岭—抚顺输油管道浑河隧道穿越段改造

铁岭－抚顺浑河隧道输油管道穿越段因腐蚀穿孔严重对其进行施工改造。针对隧道施工难度大、技术要求高的特点，制定了新管道布管的设计方案，介绍了隧道施工中旧原油管道拆除、布管、焊接和防腐保温阶段的施工方法，并根据现场施工要求，对机具进行改进，积累了一定的施工经验。     

管道公司管道风险评价实践

为保证所辖油气管道的运行安全,中国石油管道公司持续推行完整性管理,对在役管道实施风险评价。肯特法是目前使用最广的半定量管道风险评价方法。针对国内管道的实际情况,对肯特法加以改进,对腐蚀指标、制造和施工缺陷、土体移动、误操作、泄漏影响系数等指标进行调整,提高了其对国内管道的适用性。采用改进后的肯特法,确定了所辖管道的高风险管段,汇总后统一排序,针对性地提出风险减缓建议措施,进行立项治理,包括管理、检测与修复、地质灾害治理和其他4种类型。同时,通过风险排序确定项目投资的优先级,提高了费用分配的科学性和管道运行的安全性。     

长输管道腐蚀检测及维护措施

针对大庆油田3条输油管道防腐层老化，阳极地床阻值增大，参比电极失效和四线电缆破损等问题，对阳地床电阻值，漏铁点和防腐层绝缘电阻率进行了测试，提出了阴极保护，系统管理，测试方法及维护措施，并对措施实施后的效果进行了评价。     

忠武输气管道山岭隧道研究

以忠武管道工程山岭隧道为例,总结了管道用山岭隧道的特点,说明管道用隧道的选用应根据管道工程的功能要求,结合现场地形地质条件和各线路比选方案,经经济技术综合比选确定。管道用隧道轴线的布置既要考虑管道敷设的要求,又要考虑隧道施工的可行性和安全性要求。     

利比亚西部管道工程线路设计

介绍了利比亚西部管道工程线路设计中管子壁厚选择、应力分析、固定墩设计、水工保护、试压介质、作业带布置等方面的设计内容,指出了该工程线路设计与国内其它管道设计的不同点,设计经验可为以后的类似工程设计提供借鉴.     

输油气管道的漂管沉降施工技术

结合甬沪宁进口原油管道工程建设的实际情况,介绍了输油气管道漂管沉降的施工方法,分析了该方法的适用范围,探讨了漂管沉降施工的一些相关规范.对比其它输油气管道施工中的穿越方案,分别从工程进度和工程成本两个方面阐述了漂管沉降施工的优越性.     

成品油管道应用减阻增输剂效果分析

成品油管道应用减阻增输剂在我国是一项新技术，利用格尔本-拉萨管道的试验资料和数据，对使用FLOXS减阻增输剂的效益，消除特瓶颈段的作用和加剂量与减阻增输率的关系进行了详细的分析。指出了美国BPCI公司试验报告中的严重失误，提出了应用该技术需要解决的一些关键性问题。     

关于西气东输工程管道止裂问题的思考

管道的断裂分为脆性断裂和延性断裂两大类,随着理论研究的深入和冶金工业的发展,脆性断裂问题已基本解决。而在输送压力和钢材等级提高以后,延性断裂及其止裂成为主要的研究领域。对于止裂问题,着重阐述了缺陷的允许值及临界裂纹长度与起裂、管道止裂的Rudinger试验、Battelle止裂试验和止裂条件,以及定货规范中对CVN值的要求等理论问题。根据我国目前有关止裂问题的理论与实际研究现状,提出了深入开展止裂研究的若干重大建议以及管道试压介质选择必须注意的问题。     

阿拉斯加管道（待续）

简要叙述了阿拉斯加管道的概况,强调指出在管道建设初期,把环境保护、保护野生动植物以及保持生态平衡等问题放到极为重要的位置是有远见的;详细分析了阿拉斯加管道的制管方式、管材化学成分要求、管子机械强度规定以及为该管道编制的专用规范,并与API 5L标准及我国长输管道规范对比,从中分析阿拉斯加管道的独到之处;介绍了阿拉斯加管道穿过高寒地区四种不同类型永冻层的特点,以及由此而为管道敷设提出的设计原则、施工方法、典型支撑架VSM结构型式、特殊地下埋设的结构图。     

我国油气管道运输的发展概况

系统回顾了我国油气管道建设和运输自50年代至今的发展过程。由于受各方面条件的制约,我国管道工业的发展相对滞后,70年代后才有了一定规模的发展。进入80年代,特别是90年代以来,油气管道的建设发展迅速,陆续兴建了一批输送成品油、凝析油和干气等比较典型的近海和沙漠管道,例如以合作方式兴建的崖城13-1气田至香港、海南的海底输气管道,口径最大、可不间断顺序输送四种型号汽柴油的抚顺—营口鲅鱼圈成品油管道,全线采用计算机集中控制的东黄复线原油管道和国内第一条沙漠管道——轮库原油管道等。全国油气管道总长度已达到16 000km,并已初步形成了东北、华北、华东输油管网和西南输气管网,这标志着我国管道工业进入了一个新的发展时期。未来的努力方向是通过提高施工水平、进一步改进输送工艺和拓宽输送领域等手段,迅速缩小与先进国家的差距。