《管道科学技术论文选集》文摘（十五）：腐蚀管道的安全评定

系统地阐述了在役管道的安全评定方法。根据管道不同形式的腐蚀缺陷，提出了爆破失效模拟的非线性有限元方法，建立了能反映缺陷深度、内压、缺陷处最大应力、管材性能参数等四者关系的管道安全评定线图。考虑到影响管道安全诸多因素的复杂性和不确定性，提出了基于可靠性的评定理论与方法，即依据管道的腐蚀检测数据计算每千米管道的失效概率，可以全面反映管道沿线的安全状况，提出的腐蚀管道安全评定方法可大力提升管道安全运营管理的水平。     

长输管道环焊接头缺陷评定方法研究

重点介绍了用于管道环焊接头缺陷安全评定的常用评定准则，并对这些评定准则进行了分析和比较。以COD设计曲线为基础的简化评定方法和以J积分理论为基础的较复杂的评定方法各有其优缺点，但这两种评定方法在考虑焊接接头的强度组配时，评定结果都不太准确。指出了建立适用于管道环焊接头缺陷评定准则的重要性。     

腐蚀后管道时效分析与爆破试验

从理论与实际结合出发，分析了管道腐蚀后的剩余强度。介绍了目前国际上普遍采用的以美国标准（ＡＮＳＩ／ＡＭＳＥＢ３１Ｇ）为代表的对管道剩余强度的评价方法，以及该方法在我国管道的适用情况。     

套管内主管道的腐蚀问题

介绍了东北输油管道自７０年代至９０年代穿越段管道套管的防护方式。认为在穿越地段采用套管是当前保护主管道的有效手段。通过分析该输油管道的几起套管内主管道严重腐蚀的实例,指出在穿越公路,铁路,河流的管道外加钢质套管,并在套管内填充热沥青,可以消除聚氨酯泡沫和岩棉填充物所存在的缺陷,并可有效地防止套管内主管道的腐蚀,但长期防护效果还有待实际检验。     

油气管道缺陷评定方法的发展

随着我国油气管道工业的飞速发展，国内目前现行的管道缺陷评定技术已经远远不能适应管道工业发展的需要，建立适用于管道行业的缺陷评定标准是目前亟待解决的问题。介绍了国外适用于油气管道缺陷评定的先进方法以及相应的标准规范，讨论了目前缺陷评定技术的最新发展，为建立适用于我国实际情况的油气管道缺陷评定规范提供了科学的依据。     

天然气管道与原油管道并行敷设的安全间距

随着我国长输油气管道建设里程的不断增长,管道并行敷设的情况日渐增多,合理确定管道的并行敷设间距,不仅可以节约土地资源,而且可以确保管道的运行安全。以中贵天然气管道和兰成原油管道为例,分析了并行敷设管道安全间距的主要影响因素,包括:热油输送管道与常温输气管道间的热传导效应、带压封堵的操作空间、输气管道破裂失效、管道施工与维护等。考虑各种影响因素,结合中贵管道和兰成管道并行敷设段沿线地形特点,确定了3种情况下两条管道并行敷设的间距要求。针对因输气管道失效造成邻近敷设的输油管道的失效概率进行分析,论证了天然气管道与原油管道近距离并行敷设的可行性。     

防腐层内管道腐蚀的调查及分析

埋地钢质管道在防腐层、阴极防腐的共同保护下,钢管的某些区域仍会被腐蚀穿孔。这种情况在调查中已得到证实。文中指出发生腐蚀的重要原因,是在基本完整的防腐层下面某些区域的管道表面形成了腐蚀电池,腐蚀进行时,由于防腐层对阴极保护电流的屏蔽作用而使阴极保护对此失去效用。防腐层下面形成腐蚀电池的关键是除锈质量,故对钢管除锈工作应引起高度重视。     

腐蚀缺陷分形效应对管道安全性的影响

对中国石化管道储运分公司所辖管道进行了管道腐蚀内外现场检测，结果表明，腐蚀缺陷深度一般为壁厚的20％～60％。对这些含缺陷的管道进行了安全评定，避免了不必要的修补或更换管段而造成的经济损失。通过对裂纹及非裂纹缺陷分形效应的分析，评价和研究了输油管道的安全性。     

含腐蚀缺陷占压管道的安全评估

针对含腐蚀缺陷管道因地面占压带来的安全问题,基于ABAQUS软件建立了地基-管道-堆载三维有限元模型,探讨了含腐蚀缺陷占压管道的应力和变形情况,研究了管道埋深、管道内压、堆载荷载以及腐蚀缺陷位置对埋地管道力学性能的影响。结果表明:增加管道埋深可以有效缓解管道应力分布,但同时会增大开挖工程量;当管道内压达到一定程度时,腐蚀缺陷作用下管道最大应力主要由管道内压控制,地面堆载荷载对其影响不大;管土切向摩擦因数对埋地管道力学性能影响较为显著,管道应力随着管土切向摩擦因数增加而近似线性增大;当腐蚀缺陷相对于管道截面的角度位置为5:15方向时,含腐蚀缺陷占压管道的应力最大。     

腐蚀管道的失效概率和剩余寿命预测方法

以腐蚀管道失效压力和腐蚀速率分析为基础,建立了腐蚀管道可靠性极限状态函数和管道剩余寿命预测模型.采用改进的一次二阶矩法对腐蚀管道的可靠性指标和失效概率进行了分析和计算.结合工程实例,求解了某含腐蚀缺陷天然气管道不同服役年限的可靠性指标和失效概率,预测了该腐蚀管道的剩余寿命,计算和分析了工作压力、腐蚀速率、腐蚀深度和长度等参数对腐蚀管道可靠性的影响.     

输油管道管壁凹陷的安全评价

输油管道在服役过程中,由于相邻公路扩建工程施工,使管道管壁产生大量凹陷,给管道的安全运行带来了事故隐患。基于这种缺陷类型,采用MSC／NASDTRN有限元分析软件和MPC／PRIFIS在役压力容器、管道适用性评价软件对管道安全性进行了计算评估。评估结果表明,在设计工作压力下管道凹陷部位仍有较大的安全裕度,但由于凹陷部位的应力集中,允许存在的临界裂纹型缺陷尺寸很小。为保证管道安全运行,需有效遏制凹陷部位裂纹型缺陷的产生。     

腐蚀管道安全管理体系

参照国内外标准，腐蚀管道安全管理体系的内容结构可以分为可靠性评价、风险评价和完整性管理三个层次。与原管道相比，腐蚀管道的可靠性下降，其下降程度取决于缺陷的性质和分类。对于裂纹缺陷和体积缺陷，分别以材料强度指标和壁厚指标为门槛值进行评价，以获得和管道失效率有关的信息。风险评价是在可靠性评价基础上结合失效后果的综合评价，可以准确判断整条管道最危险的管段和确定最具威胁的失效原因，是有重点地开展管道完整性管理的重要依据。介绍了管道风险评价的目标、内容和准则，给出了用打分法和危险矩阵法获得管道风险值(等级)的实例，并给出了管道完整性管理的基本框架、内容和方法，重点讨论了腐蚀管道的完整性检测、评价方法和再评价周期等问题。     

基于输送压力的腐蚀管道失效概率的预测

以腐蚀管道失效压力分析为基础,建立了腐蚀管道可靠性极限状态函数模型。以规则化的随机变量形式表示,采用改进的一次二阶矩法对腐蚀管道的失效概率进行了分析和计算。对一条输油管道进行了检测,并对其腐蚀缺陷数据、运行参数和管材性能参数进行了统计分析,运用提出的概率数学模型计算了管道全线的失效概率。与推荐的目标失效概率进行了比较,指出了对管道重点维修和监测的区段。     

腐蚀管道最小壁厚测量和安全评价方法

介绍了埋地钢质管道管壁损失的测量方法，提出了适合现场使用的管道安全评价模式，该模式分为三个层次，依次为管道最小壁厚、危险截面尺寸和管道残余强度的评价，给出了管道安全评价实例。     

管道腐蚀剩余强度评价

基于现场采样管段腐蚀缺陷检测数据和智能检测器现场检测数据,采用TGRC-ARSP软件、TCP-FEM数值分析方法和全尺寸试验方法评价了克拉玛依—乌鲁木齐复线声529×7(8)管道腐蚀剩余强度。对严重腐蚀管段,可采用全部更换或挖坑检测后再进行评价方案,若在最大允许操作压力(3MPa)下,能安全运行则不予更换;对处在四级地区的中度腐蚀管段则需进行全部更换;对处在一级、二级和三级地区的中度腐蚀管段可采取维修和加强阴极保护的措施。改造后的管道可在最大允许操作压力(3MPa)下安全运行,并能满足油改气后对输气量的要求。     

LPG输配管道安全评价的不确定性方法

采用DOW／ICI蒙德法并结合随机抽样推测法，对苏州工业园区液化石油气管网进行了初期危险性分析和安全性评价，得到了全体指标值和总危险性评分值，在采取补偿措施后，再进行不确定危险度最终评价，得出苏州工业园区液化石油气管网评价结果为，管道部分危险亲属于“低”的范围，管桥部分危险度属于“中等”的范畴。     

城市燃气管网风险评价方法

介绍了油气管道风险评价的三种方法,指出了城市燃气管网系统风险评价和长输管道的异同,分析了燃气管网系统风险评价的基本原则和一般步骤,同时还介绍了故障树分析、事件树分析、专家调查法、模糊综合评价、不确定性分析等方法.     

输油管道安全评估模式及其在我国的应用

国内外对于安全评估有不同的评价模式和相应的准则，包括适用性评价、风险评价、完整性（或称整体性）评价以及可靠性评价等模式，这些评估方法各有侧重，既相互联系、交叉和重叠，又有各自的评估内容、指标、程序、方法和准则。在对各种评估模式和准则进行讨论、分析和比较的基础上，提出了我国输油管道开展安全评估工作的建议。     

API 579与B31G剩余强度评价的保守性分析

腐蚀导致在役管道强度降低,运营者必须确定当前腐蚀缺陷下管道是否可以继续服役,目前可采用的评价方法主要有B31G和API 579系列。介绍了两种评价方法的理论基础,根据各自的基本假设导出了相应的评价方法的评价公式,并对此进行了深入的对比分析,得出通常认为过于保守的B31G的保守性比API 579低的重要结论。建议在单一荷载和简单缺陷形状下,按B31G进行管道的剩余强度评价。