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。     

基于内检测数据的管道腐蚀缺陷分布规律

确定管道腐蚀缺陷尺寸的分布规律对于提高管道可靠性计算精度有重要影响,可以更加准确地预测腐蚀管道剩余寿命。基于概率论和数理统计原理,以中国某管道公司25条管道内检测数据为研究对象,采用正态分布、对数正态分布、Gumbel分布、Weibull分布以及指数分布函数对腐蚀缺陷尺寸数据进行拟合,依据最大似然估计方法计算相应的分布参数,并通过K-S检验和P-P散点图,对比不同分布类型的优先级,探讨不同分布类型对于管道腐蚀缺陷深度、长度、宽度随机变量的适用性。结果表明:对数正态分布可以较好地描述管道腐蚀缺陷深度、长度及宽度参数的分布规律。(图3,表2,参24)     

输油管道超设计压力运行的几个关键问题

为保证输油管道超设计压力运行的安全,针对钢管力学性能、管道临界缺陷尺寸、环焊缝质量验证3个影响管道承压的重要因素,在管道沿程压力计算基础上,开展了管材小试样屈服强度统计与试验、钢管实物屈服强度与小试样屈服强度差异性分析、管道临界缺陷尺寸计算与内检测精度分析、环焊缝性能验证方案的研究。研究表明:钢管实物屈服强度与管材最小要求屈服强度之比即为最大运行压力与设计压力之比;由于压力升高,管道运行时允许的缺陷尺寸减小,其中大于临界尺寸的缺陷应保证被现有管道内检测器发现,否则应降低运行压力从而增大临界缺陷尺寸值;超设计压力运行前,应进行一次相应强度的现场试压,排除环焊缝异常。     

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.     

基于BP神经网络的输油管道内腐蚀速率预测模型

采用BP神经网络技术,以原油硫含量、酸值、温度、压力和流速作为输入参数,以管道内腐蚀速率作为输出参数,建立了输油管道的内腐蚀速率预测模型.预测了各因素对管道内腐蚀规律的影响,结果表明:硫含量和酸值是影响输油管道内腐蚀的主要因素.预测结果和模拟实验数据吻合较好,表明BP神经网络模型能较准确地预测管道内腐蚀速率.     

输油管道事故统计与分析

在输油管道生产运行中，安全工作至关重要。对我国输油管道运行２０年来发生的事故进行统计和分析、认为引起事故的主要原因是设备故障管道腐蚀及违反操作规程。而外力破坏、施工质量差、管材质量差等也是引起事故不可忽视的重要因素，在分析这些因素的基础上，对输油管道的设计与施工质量，管道的防腐与阴极保护效果、设备的采购、管道的运行管理等等提出建议。     

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。     

原油管道冷热交替输送的安全性计算

应用理论计算模型,基于某原油管道的基础参数、管材特性、土壤类型和冷热交替输送的运行参数,对典型管段进行管道温度、压力载荷作用下的结构分析、静态强度校核、稳定性分析及疲劳寿命计算,结果表明:管道的径向稳定性、轴向稳定性、直管强度、弯头强度均满足运行要求;管道含平面缺陷和深埋缺陷的疲劳寿命均随管径的增大而缩短,随压力波动幅度的增大而缩短,随缺陷深度的增大而缩短.研究成果可为冷热交替输送的原油管道前期设计提供借鉴,对其运行安全性提供校核.     

油气管道波动压力的雨流计数与分析

压力波动严重威胁管道的安全运行,因此,采用雨流计数法对国内5条油气管道的运行压力波动历程进行循环统计。通过压力循环数量和波动幅值等参数的描述和分析,讨论了不同类型管道的压力波动特征及其产生原因,提出了针对性解决方案和运行措施。研究表明:在输送介质、服役年限及外部运行工况等因素的影响下,不同管道的压力循环在数量、压力比和波动幅值等方面存在差异:新建管道压力波动循环次数相对较多,幅度较大;输油管道和输气管道平稳运行期间的压力波动差异较大,输气管道的小幅波动明显多于输油管道,表现为应力腐蚀风险相对较大。数据的采集方式对管道压力波动分析的准确性有明显影响,因此给出了3条原则用于指导管道压力数据采集方法的选取。建议采用雨流计数法定期对管道经历的压力进行统计描述,针对其工作状态和压力波动的产生原因,采取相应措施,避免或减少管道的损伤破坏。     

秦京输油管道腐蚀机理分析及腐蚀检测

针对秦京输油管道存在的土壤腐蚀、应力疲劳腐蚀、杂散电流腐蚀、管体材质不均匀产生的腐蚀问题,进行了腐蚀机理分析,对该管道外防腐层、内腐蚀进行了检测。根据腐蚀机理分析结果评价了秦京输油管道目前的腐蚀状况,认为应将管道防腐层的外检测与内检测相结合,以得出综合结论,有针对性地消除安全运行隐患,对秦京输油管道管网改造提出了建议。     

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公里管道的失效概率，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。     

基于风险分析的管道检测(RBI)与评价

目前,国内许多老管道普遍存在着老化、腐蚀、事故频发等问题,严重影响着输油（气）生产的安全,急需开展管道的检测评价工作。为避免以往检测的盲目性、无序性、投入大、准确性低等弊端,提出了建立在风险分析基础之上的管道检测（ＲＢＩ）与评价方法。比较分析了国内外管道无损检测技术的现状和最新进展,介绍了国内外管道检测标准的制订情况,提出了对检测结果进行评价的方法和目前的研究重点及发展趋势。     

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。     

基于改进GEV分布的腐蚀油气管道剩余寿命预测

为了预测在役油气管道腐蚀剩余寿命,基于广义极值(Generalized Extreme Value ,GEV)自适应优选分布研究,建立了基于改进GEV分布的腐蚀油气管道剩余寿命预测模型。首先,利用马尔科夫链蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo, MCMC)方法估计GEV分布函数的参数并由此确定极值分布类型,若图形检验合理,则采用该分布预测其最大腐蚀深度;其次,基于管道的可靠度及安全性建立腐蚀裕量预测模型;最后,根据管道最大腐蚀深度、腐蚀裕量及管道使用年限等数据,建立三者关系指数模型,以此预测管道剩余寿命。以中国某油气管道为研究对象,利用新建模型对管道剩余寿命进行预测,结果表明:模型的预测精度较高且不受限于数据的具体分布,作为管道剩余寿命的预测模型通用性较好。     

PTC漏磁腐蚀检测数据分析系统及其应用

ＰＴＣ漏磙检测数据分析系统用于显示、分析及处理管道漏磁检测信息。该系统智能化高、操作简便、功能全面，可提供被检管道上所有腐蚀点的时程、深度、面积、周向位置、距最近参考点的距离、距上下游焊缝的距离等信息，并可对管道上的管件和维修点进行定位。     

管道全尺寸气体爆破试验完整性评估技术

中国石油天然气管道建设飞速发展,但高压力、大口径以及X70钢级以上高强钢管材的长期服役状况和极限状态缺乏历史数据,不能准确评估管道运行风险。针对目前国内试验技术的现状,充分借鉴国外管道全尺寸爆破试验场的使用情况,研究了高钢级大口径高压气体管道爆破试验场的功能,分析了试验场针对管道长期服役失效的应用领域,以及各类试验所需要的测试参数。研究结果表明：建立系统的全尺寸爆破试验完整性评估技术手段,对于管道运行安全可靠性以及全生命周期管理是必要的,系统设计管道爆破试验场的参数和功能,可为我国建立管道爆破试验场提供数据支持,必将有利于管道完整性评估技术的发展,提高管道本质安全。     

管道内外检测数据对齐方法及实例应用

为充分挖掘管道内外检测数据的有用信息,以管道内检测数据为基准,将其与外检测数据对齐,形成以位置信息为基准的内外检测对齐数据库,进而明确影响管道安全运行的主要因素.依托某天然气管道工程,利用内外检测数据对齐方法实现了数据对齐,并对管道腐蚀趋势进行综合分析与开挖验证,结果表明:该管道阴极保护状态良好,土壤电阻率和交/直流杂...     

不停输原油管道大修对站间运行参数的影响

对防腐层老化管道进行大修时,由于开挖段传热系数增大,必然影响站间的运行参数。为保证输油管道的安全运行,研究了输油管道不停输大修对站间运行参数的影响。根据输油管道防腐层大修开挖后稳定运行时的运行数据,采用分段法计算埋地输油管道在线修复时管道的运行参数。计算结果表明,由于挖开段的传热系数增大,站间温降、压降、散热损失、粘度都随之增大,因此在管道大修开挖时,需要根据开挖长度对管道运行参数和管道结构的影响来确定合理的大修开挖长度,保证管道大修安全进行。     

管道系统完整性评估技术进展及应用对策

全面探讨了管道系统完整性评估技术，线路完整性评估技术体系主要包括基线评估、试压评价、缺陷适用性评价、复杂地段管道评估、管道运行安全评估、外腐蚀直接评估（ECDA）、内腐蚀直接评估（ICDA）、应力腐蚀直接评估（SCCDA）等技术；场站完整性评估技术体系主要包括站场静设备泄漏及可靠性评估、动设备状态监测与故障诊断评估，具体包括场站风险评估技术、场站腐蚀检测与防护评估、场站运行状态安全评估等。针对管道系统完整性评估技术，提出了不同评价方法的适用范围，线路完整性评估技术重点阐述了复杂地区地段完整性评估技术的进展和应用，如并行管道完整性评估与应用、应力腐蚀评估、地区等级升级安全性评估、高钢级大口径全尺寸管道气体爆破试验完整性评估等技术的进展和成果；场站完整性评估技术重点阐述了场站工艺管路综合检测、阀门磨损与寿命分析、压缩机故障监测与诊断等技术的进展和成果。综合分析了目前管道完整性评估领域面临的问题，提出了进一步深化的发展方向和管理措施。（图5，参21）     

辽河油田集输管道剩余寿命预测

对于运行多年的油田老龄管道,为了及时掌握管道腐蚀现状并对管道运行状况进行科学评价,建立了一种埋地钢制管道腐蚀状况预测模型.基于辽河油田原油集输管道局部腐蚀坑检测数据,利用极值分布方法对辽河油田集输管道腐蚀剩余寿命预测进行研究.通过极值分布概率统计,给出了腐蚀管道最大腐蚀坑深度,并依据局部腐蚀发展经验公式,估测管道腐蚀后的剩余使用寿命.预测结果显示：曙五联-首站混油外输管道腐蚀剩余使用寿命为6.2年,曙四联-首站混油外输管道腐蚀剩余使用寿命为11.2年,曙一联-曙五联稀油管道腐蚀剩余使用寿命为4.1年.由于管道进入使用末期阶段,应采取必要措施对管道进行维修,建议各个管道再评价时间间隔应为此次预测时间间隔的1/2.（表2,图2,参14）