海底管道腐蚀缺陷修复评估方案的确定

海底管道主要修复技术包括水上干式维修、水下干式高压焊接维修、机械连接器维修、法兰对接维修、不停产开孔维修、外卡维修等6种,对比分析了各种技术方法的适用情况、所需特种设备和人员、检测要求、对生产的影响、维修时间、维修费用.给出了海底腐蚀管道的评估流程和方法,包括基于分项安全因数的方法和基于许用应力设计的方法,介绍了这两种方法所需的原始数据和计算过程,并结合不同方案的技术经济分析,确定管道腐蚀缺陷的最优修复方案.     

管道缺陷评估方法

由于油气的易燃、易爆、有毒等特点，可能引发输送管道爆炸、燃烧、中毒等重大事故，使生产和经济遭受严重破坏。腐蚀缺陷是引起管道事故的主要原因之一，当检测到管道存在腐蚀缺陷时，就需要使用评估的方法确定它的严重程度及应该采取的措施，这也是管道完整性管理的一个重要的部分。介绍了管道缺陷评估所使用的ASME B 31G、RSTRENG、RPF-101等标准；提出了各种标准的选择及适用性以及评估准确性的主要因素等。     

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。     

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。     

建筑物占压作用下输气管道的安全可靠性评估

城市建筑物对管道的占压较普遍,易导致地基下沉、管道变形,并可能诱发油气介质泄漏,甚至引发爆炸事故。在此,建立了基于应力-强度干涉的管道可靠性模型,在结构可靠度理论基础上,分析了建筑物占压作用下占压附加应力、管道危险截面的最大折算应力以及管材屈服强度3个随机参数的分布情况;为达到当量正态化,依据经典的JC算法,处理非正态分布变量,基于结构线性功能函数,设定未知量的迭代初始值,以提高算法的收敛速度及精度;建立了基于M-JC算法的框架结构建筑物和砖混结构建筑物两类现场占压作用下的输气管道可靠性模型,并结合Matlab软件实现M-JC算法改进,对占压管段的可靠性进行分析。结果表明：框架结构建筑物占压管段与砖混结构建筑物占压管段的可靠度分别为0.985 2和0.999 8,可见地面覆土荷载对完好管道的影响不大;M-JC算法与JC算法的结果误差很小,相对误差在1%以内。研究结果适用于分析建筑物占压管道的可靠性,对管道安全运行、城市建设规划具有参考意义。（图9,表2,参23）     

《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。     

在役含缺陷油气管道的安全评价准则

针对石油天然气管道在运行过程中由于管道含缺陷而“带病”服役的问题,回顾了国内外对含缺陷管道的安全评定准则,总结出ASME B31G、API RP 579、DNVRP-101、PCORRC评价准则和SY/T 6477-2000评价准则的优缺点和适用范围.ASME B31G评价准则和API 579评价准则相对比较保守,而基于ASME B31G修改后的几种评价准则准确度有很大改善;DNV RP-F101评价准则和PCORRC评价准则适用于中高强度等级的含缺陷管道评定.建议在具体评定过程中,根据实际工况选用评价结果相对准确和计算简单的评价准则,并可根据实际需要对目前常用的评价准则进行修订,提出具有针对性的评价准则.同时建议对一些复杂结构缺陷和多种载荷耦合的含缺陷管道进行有限元数值计算.(参8)     

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.     

海底管道腐蚀缺陷处阴极保护数值模拟

海底管道表面很容易因为腐蚀形成缺陷点,具有深度大、传播快且检测困难的特点,对管道安全运行产生很大隐患。通过数值模拟方法研究了X80海底管道钢表面存在腐蚀缺陷时缺陷点内部对阴极保护产生的屏蔽作用,利用有限元方法模拟缺陷处的局部电位和阳极/阴极反应电流密度。结果表明:在腐蚀缺陷处阴极保护电流被部分屏蔽,特别是在缺陷的底部位置;缺陷处对阴极保护的屏蔽作用随着缺陷深度的增加和宽度的减小而越来越强。研究结果可为现场海底管道腐蚀状况和剩余寿命的评估提供指导。     

注水管道腐蚀缺陷裂纹扩展速率的确定方法

在试验的基础上，研究了注水管道中以腐蚀为主、疲劳为辅的腐蚀缺陷裂纹扩展机理，认为腐蚀缺陷裂纹扩展主要是由印化膜开裂引起的。在此基础上，建立了腐蚀缺陷裂纹扩展率的数学模型，并提出了求解此数学模型的有效方法，以胜利油田营－11试验区某段加缓蚀剂的注水管道为例，利用腐蚀缺陷疲劳裂纹扩展数学模型预测注水管道腐蚀缺陷尺寸随时间的变化趋势，预测结果和智能检测仪的检测结果基本一致。     

轴向腐蚀缺陷宽度对管道极限内压荷载的影响

针对海底管道的中高强度钢腐蚀极限内压预测问题,采用有限元弹塑性分析方法,考虑材料非线性和几何非线性,建立非线性分析模型并与试验数据进行对比分析,验证了有限元模型的合理性和准确性。基于有限元计算结果分析得出腐蚀深度、腐蚀长度及腐蚀宽度对海底管道极限内压的影响,并回归得到了适用于轴向腐蚀管道极限荷载的计算公式。通过与腐蚀管道爆破试验数据和现有腐蚀管道计算方法的比较分析,验证了该方法能够得到较准确的结果,可为海底腐蚀管道在内压荷载作用下的评估提供一定的依据。     

基于RBF模型的埋地管道外腐蚀速率预测

为克服埋地管道土壤腐蚀因素之间具有模糊性、随机性、交互性及传统方法预测精度较低等缺陷,以某现场埋地管道腐蚀埋片数据为基础,选择10个影响因素为输入参数,以外腐蚀速率为输出参数,采用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络模型,对数据样本进行训练、验证、测试,建立外腐蚀速率预测模型,并通过Sobol敏感度分析确定影响腐蚀的关键参数。结果表明:10-35-1型RBF神经网络模型迭代至2273步时,均方误差为0.00099,训练、验证、测试阶段的相关系数分别为0.9707、0.9813、0.9901;与BP、MLR、SVM等模型相比,RBF神经网络模型的平均相对误差为2.07%,说明其在预测埋地管道外腐蚀速率方面具有一定优越性;土壤电阻率对外腐蚀速率的影响最大,且土壤电阻率、pH值、Cl^-含量与其他因素之间的交互作用显著,应重点关注。所建模型可广泛应用于管道外腐蚀速率预测,其结果可为管道完整性管理提供理论依据与参考。     

普光气田高含硫腐蚀缺陷输气管道安全评价

普光气田是中国特大型高含硫酸性气田,随着气田不断开采,集输工艺管道腐蚀问题日益突出。对普光气田高含硫输气管道所用L360管线钢开展应力-应变参数测试试验,采用Solid186单元对含缺陷腐蚀管道进行建模,基于非线性有限元隐式积分算法与塑性失效准则,分析了腐蚀缺陷参数对高含硫输气管道极限承载能力的影响规律,并通过静水压爆破试验,验证了模型的准确性。结果表明:腐蚀缺陷对高含硫输气管道强度的影响主要表现为局部应力集中;缺陷深度系数对高含硫输气管道极限承载能力影响最大,缺陷长度系数影响次之,缺陷宽度系数影响最小。研究成果为普光气田高含硫输气管道剩余强度评价提供了理论依据。     

天然气管道内腐蚀直接评价方法的改进

天然气管道内腐蚀直接评价是一种重要的管道内腐蚀评估手段,为了提高内腐蚀直接评价方法的适用性与准确性,采用电化学测试与数值模拟方法研究CO2电化学腐蚀及管内颗粒冲蚀对管道内腐蚀的影响,并分析管道倾角与持液率对电化学腐蚀的影响.结果表明:天然气管道中电化学腐蚀对管道内腐蚀的影响远大于颗粒冲蚀的影响,颗粒冲刷作用可加速电化学...     

“管中管”埋地管道的腐蚀分析及防腐措施

通过对“管中管”管道的现场调查和室内分析，发现管体腐蚀主要是由保浊国层内进水致使电化学腐蚀引起的。     

埋地管道杂散电流腐蚀及其数值模拟研究进展

杂散电流具有多源性特征,其腐蚀类型有直流、交流及地电流3种,其腐蚀强度大且集中于局部位置。杂散电流的成因有二：电流泄漏和电位梯度。直流杂散电流腐蚀的本质是电化学腐蚀的电解作用,而交流杂散电流的腐蚀机理有待进一步研究。目前采用的防护手段有：避开杂散电流干扰源、增大接地电阻、排流保护法、电化学方法防护、材料表面改性、加强日常维护和检修。针对杂散电流腐蚀问题的数值计算,目前主要采用有限元法和边界元法,其中边界元法应用更为广泛。当前主要通过现场电位观测法确定杂散电流腐蚀的保护方案,而通过数值计算和模型实验相结合的方式确定最佳保护方案将成为未来的发展趋势。针对土壤介质不均匀的情况,可采用分块边界元法提高计算精度。（表1,图1,参45）     

油气管道腐蚀检测技术发展现状与思考

通过定期对油气管道实施内外检测,及时、准确地发现管道的腐蚀缺陷,采取相应的维修、更换措施,可有效降低腐蚀事故的发生概率。针对外腐蚀、内腐蚀、应力腐蚀开裂、穿越段外腐蚀等问题,阐述了油气管道腐蚀检测技术及相关标准的发展现状,介绍了瞬变电磁、超声导波、磁应力等非开挖检测技术原理及工程应用,总结了中国在油气管道腐蚀检测技术应用和管理中存在的问题,从管理提升和技术提升两方面探讨了未来的发展需求。在管理提升方面,提出建立统一的技术规范、数据管理平台及专业化腐蚀检测效能评价队伍;在技术提升方面,建议持续开展应力腐蚀开裂检测与评价技术研究,启动微生物腐蚀机理和检测技术研究,开展针孔腐蚀缺陷的检测与验证技术研究,研发组合式内外检测工具。(图4,参27)     

外界因素对埋地管道沥青防腐层的影响

对采用阴极保护和沥青防腐层联合防护的管道防腐层质量进行了调查分析。外界因素是影响防腐层质量的主要原因,主要包括土壤理化性质,一半温度及电流干扰等。对采用阴     

城市埋地管道阴极保护及电化学理论分析

城市地下各种管网，电缆纵横交错，常与地下管道相邻或交叉，且管道沿线土质情况，复杂，造成较大的宏电池腐蚀。目前对城市埋地管道的防腐采用外防腐层加阴极保护的方法。