含凹陷管道全尺寸爆破试验北大核心

为了准确评定凹陷管道的承压能力,开展了含凹陷管道全尺寸爆破试验。试验得出凹陷管道的变形、凹陷区域应变及裂口特征等信息,从而分析凹陷管道失效行为与机理。结果表明:管道存在的凹陷,在提压后凹陷区域相比远场发生了较大应变,加剧了凹陷周围的应力集中。通过全尺寸爆破试验,确定了管道的屈服压力为10.1 MPa,爆破压力为10.5 MPa,结合相关标准与设计规范,确定试验用管段的许可承载压力为3.88 MPa,为保障管道的安全运行与工程决策提供了技术参考。     

全尺寸管道的爆破试验及转变温度

本文论述了带预制裂纹的全尺寸管在低温下的爆破试验可求得全尺寸管的韧性转变温度。试验过程中测定的裂纹开裂压力和爆破压力值与理论公式所计算值相近。全尺寸管道存在起裂和扩展两类韧脆转变温度,起裂转变温度可根据断裂韧性防爆破温度的变化规律来确定,扩展转变温度一般用剪断口百分数所对应的温度来确定。     

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）     

考虑强度匹配的高钢级管道环焊缝断裂评估方法

管道环焊缝的实际低强匹配是引发焊缝断裂失效的重要原因,在焊缝的适用性评估中,失效评估图方法无法准确考虑焊缝强度匹配的影响,准确纳入强度匹配成为拓宽失效评估图方法应用于高钢级管道环焊缝裂纹缺陷评估的关键.基于非线性有限元法,建立了高钢级管道环焊缝裂纹驱动力的数值仿真模型,采用等效应力应变关系方法构建了环焊缝裂纹的通用失效...     

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。     

储罐与工艺管道的完整性管理

针对储罐和工艺管道开展以风险评价为核心的完整性管理,是提高油气站场安全管理水平的必然趋势。基于干线管道完整性管理方法,提出了储罐和工艺管道完整性管理的基本方法。以API Publ 353标准中的定量风险评价方法为基础,阐述了储罐和工艺管道的风险计算基本模型,包括储罐和工艺管道泄漏场景的确定,腐蚀速率、泄漏频率和后果的计算等。在完整性评估和风险减缓措施方面,总结了储罐和工艺管道的检测和评价方法,明确了风险评价与缺陷检测的先后次序与相互关系,提出了风险减缓措施的分类和影响因素,以期为我国开展储罐和工艺管道的完整性管理提供必要的参考。     

国内大口径、高钢级管道焊接及焊缝检测技术现状北大核心

针对国内大口径、高钢级管道普遍采用半自动焊技术而逐渐暴露的焊接质量问题,研究了大口径、高钢级管道的焊接技术及焊缝检测技术。分析了半自动焊与全自动焊对大口径、高钢级管道环焊缝质量的影响因素,并通过西气东输高钢级管道焊口泄漏事故失效分析报告、管材低温冲击试验与金相分析报告及环焊缝焊接工艺试验,验证了影响焊接质量的因素;开展了半自动焊与全自动焊经济性对比,得到了焊接机组成本与完成工作量的关系;研究了自动超声波检测技术的可靠性,提出了国内全自动焊焊缝检测的方法。由此可得:对于大口径、高钢级管道,全自动焊能够有效避免半自动焊环焊缝低温冲击功值偏低且离散的问题,具有质量可靠、工效提升的优势,但从经济性角度考虑,只有当全自动焊工作量大于经济焊接工作量时,全自动焊的经济效益才会超过半自动焊;全自动焊焊缝质量可采用自动超声波检测技术检验。因此,建议在大口径、高钢级管道的建设施工中,全面推行全自动焊技术。     

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。     

高钢级管道钢DWTT试验的异常断口发生规律研究

针对高钢级管道钢在进行落锤撕裂试验(DWTT)时经常出现异常断口的现象,通过统计分析X65、X70和X80管材系列温度的DWTT试验结果,探讨了异常断口发生规律.研究表明,异常断口概率随管材厚度增加而增加,异常断口出现温度区间与FATT85密切相关,且随着管材厚度的增加有增大的趋势.     

物联网技术在管道完整性管理中的应用

为准确分析管道运行中存在的风险因素、风险活动,评价管道的安全状况,需采用物联网技术建立管道完整性管理的信息技术平台。管道物联网通过传感器连接管道与附属设施,建立数据的整合体系,进行数据的综合分析与利用,基于业务需求开发数据的智能化应用平台,实现对管道运营各个环节的优化管理。介绍了基于物联网技术的管道完整性管理在数据采集、远程监测以及物资管理等领域的应用,结果表明:采用物联网技术不仅可实现管道完整性管理的可视化、数字化的目标,而且能最大限度地降低时间和空间危险因素,确保管道安全和平稳运行。     

超大输量天然气管道工艺方案筛选

借鉴国外超大输量天然气管道输送方案的研究成果,从提高输送效率的几个主要方面入手,结合以后可能出现的单管输送300×108 m3/a和450×108 m3/a的输量情况,以3000 km长度为基准,对设计压力10～20MPa、管径1016～1422mm、钢级X80～X100的天然气管道,进行工艺方案的经济费用匡算,筛选出经济性较优的方案.对板材和钢管的生产加工、钢管的止裂韧性、阀门设备等影响工程建设的关键控制性因素进行调研,筛选1422mm、X80、12 MPa为较可行的方案,并建议对此方案开展深入研究.     

城市燃气管网的完整性管理

不同地区城市燃气管道的建设和运营管理水平存在很大差距,在保障燃气管网安全运行方面存在诸多问题,亟需针对燃气输配管网开展完整性管理。简述了国内外燃气管道失效事故和主要诱因,梳理了相关标准和规范。提出了燃气管网完整性管理理念:综合考虑影响管网完整性的所有因素,采取一体化管理模式,达到经济合理地保证管网安全有效运行的目的。建立了燃气管网完整性管理体系框架,包括管理体系和技术体系两个层面,贯穿应用于组织完整性、数据完整性和管理过程完整性之中,并保持一定的灵活性。完整性管理技术是实施燃气管网完整性管理的核心,通过有机结合形成了6步循环管理流程,持续完善各种完整性管理技术,可以提升燃气管网的本质安全和运营效益。     

城市燃气输配管道完整性管理

美国在城市燃气管道完整性管理方面开展了较多的研究与实践工作,调研了美国城市燃气输配管道完整性管理的研究进展,介绍了美国完整性管理的标准规范.结合国内外长输管道完整性管理成功经验,提出了针对城市燃气输配管道的完整性管理流程,指出完整性管理应当按照数据管理、泄漏管理方案、风险评价、完整性评价、维修与维护和效能评价6个步骤循环开展.针对完整性管理的6个环节,提出了每个环节需要开展的主要内容.     

直径1422mm、压力12MPa、钢级X80管道输气方案可行性

为了满足超大输量天然气的输送工艺要求,采用大直径、高压力、高钢级管道是发展趋势。通过分析,对于300×108~500×108 m3/a输量要求,推荐采用直径1 422 mm、压力12 MPa、钢级X80管道输气方案。基于对相关钢厂、管厂、阀门厂和施工建设单位等30余家企业的深度调研,从板卷生产、宽厚板生产、螺旋管生产、直缝管生产、弯管及管件生产、阀门生产供应、运输能力等方面,论证了1 422 mm/12 MPa/X80方案的可行性,结果表明该方案总体可行。该方案可以减少输气管道的建设数量,节省建设时间,减少占地和投资,便于今后运营管理。(图4,表10,参7)     

天然气管网系统风险评估

为了更加客观地定量评估天然气管网系统风险,以北京市天然气管网系统为例,深入分析了引起管网事故的原因,对事故进行统计分析,建立了天然气管网系统风险评估指标体系.在对事故可能性的评估中,结合天然气管网本身参数设计和周围环境特点,通过对管道与管网的可靠性分析,实现对事故可能性的修正;在对后果严重程度的评估中,引入管网事故风险的承受能力和控制能力,对天然气管网脆弱性进行分析,实现了对后果严重程度的修正.对事故可能性和后果严重程度分级后,通过风险矩阵可以计算出天然气管网系统的风险等级.     

基于GIS的动态指标管理在管道风险评价中的应用

为了增强燃气管道风险评价系统的可移植性,基于GIS和XML存储燃气管道失效动态指标数据管理技术,以ArcGIS为开发平台,设计并实现了燃气管道风险评价系统。系统主要由管道数据库管理、管道失效指标动态管理、风险性评价和统计分析4部分组成,具有数据输入与输出、查询统计结果、空间分析等功能,可依据建立的风险评价数学模型对管网进行半定量风险评估,实现对特定区域内管道风险的分等定级,从而为风险预警和事故应急预案的编制提供辅助决策依据。     

海底油气管道全寿命周期风险评估模型

海底油气管道作为海上油气田生产系统的重要组成部分,其设计、施工、运行及弃置等各阶段均存在诸多风险。为了降低海底管道全寿命周期内各类风险,减少海底油气管道事故,围绕海底油气管道全寿命周期管理过程开展风险评估,建立了海底油气管道全寿命周期风险评估体系;根据海底油气管道的时间属性,将海底油气管道全寿命周期划分为6个寿命阶段;依据空间属性,采用递进细分原则,对海底油气管道进行分段,梳理不同阶段影响管道安全的制约因素,并对风险制约因素进行权重赋值,建立了管道失效可能性评分模型与失效后果评估模型,得出了风险值;根据风险值确定管道风险等级,再依据风险等级对危险管段实施管控,有效提升了管道全寿命周期内的风险控制水平,为海底油气管道全寿命风险管理提供了参考。(图2,表4,参22)     

天然气长输管道泄漏爆炸后果评价

由于腐蚀、自然破坏、人为破坏及本身缺陷等因素,输气管道易发生泄漏事故,其中蒸气云爆炸造成的失效后果最严重。为了评估天然气长输管道泄漏爆炸造成的物料损失、人员伤亡及财产损失,结合工程实例,对3种定量失效后果评价方法进行对比分析,确定了它们的应用条件和适用范围。分析认为:API 581失效后果评价方法评估步骤清晰简明,考虑因素全,应用范围广,评估结果优于ASME B31.8S-2001失效后果评价方法和爆炸超压-冲量法。该结论可为管道风险评价和完整性管理提供参考依据。     

陕京输气管道北京段阀室的试压及清扫

鉴于陕京输气管道北京段的特殊地理位置,指出了阀室试压的重要性,介绍了对北京段上3个阀室进行试压和清扫的方法、过程及试压、清扫使用的设备,指出在试压清扫过程中利用阀室本身的结构和设施既经济又合理。分析了稳压阶段阀室系统压力变化的原因,提出了在阀室试压过程中出现的问题及其解决办法。