西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1確定性的管道完整性評價方法可優(yōu)化腐蝕控制和降低成本M.J.J.SimonThomas,L.H.PragerandC.V.M.Voermans殼牌全球解決方案國際組織B.V.Badhuisweg31031CM阿姆斯特丹荷蘭B.P.MiglinandB.F.M.Pots殼牌全球解決方案(美國)3333公路6南休斯頓,德克薩斯州77082l.J.Rippon,殼牌全球解決方案國際組織B.V.Volmerlaan82288GDRijswijk荷蘭摘要一個提高管道完整性管理的方法，考慮內(nèi)部腐蝕，外部腐蝕以及第三方破壞。這個系統(tǒng)可以用來定義腐蝕控制和監(jiān)測新的和存在的線路需求。它也可以用來測定完整性，最優(yōu)化檢查和處理存在線路的維修和修復(fù)。這個方法考慮了所有相關(guān)因素，如二氧化碳腐蝕，硫化氫，氧，有機(jī)酸和細(xì)菌的內(nèi)部腐蝕，土壤腐蝕性，涂層情況和陰極保護(hù)的外部腐蝕以及和操作環(huán)境有關(guān)的第三方破壞。檢查計(jì)劃遵循基于風(fēng)險的方法。系統(tǒng)應(yīng)用于全世界大量的管道并且向商家展示其附加價值。CD5#城市配氣站工藝設(shè)計(jì)2緒論管道完整性管理從歷史觀點(diǎn)上說是主要基于生產(chǎn)的流體（內(nèi)部保護(hù)）和土壤條件（外部保護(hù)）因素。這種方法可引導(dǎo)以管道設(shè)計(jì)工程師的觀點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)的很好的設(shè)計(jì)。例如，二氧化碳腐蝕常常占腐蝕的大部分原因，可供選擇的材料的使用或者腐蝕禁止是基于正確的模型下選擇的，用來解決內(nèi)部腐蝕。相似的，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐繉雍完帢O保護(hù)系統(tǒng)是為了防止外部腐蝕。一旦管道投入使用常出現(xiàn)其他因素導(dǎo)致腐蝕，通常是操作性質(zhì)對完整性造成嚴(yán)重的威脅。在許多情況下氧氣的侵入以及細(xì)菌的存在，或者抑制劑泵的可靠性將決定內(nèi)部腐蝕速率并且相關(guān)操作費(fèi)用。在許多情況下氧氣進(jìn)入和細(xì)菌出現(xiàn)或者抗化劑泵浦的可靠性確定內(nèi)部腐蝕速率并且相關(guān)操作費(fèi)用。另一種主要的威脅是第三方破壞，其原因很不相同，由于挖掘或者拖撈船木板造成的意外損傷，蓄意破壞以及偷竊油品所造成的破壞。人們利用有關(guān)管道失效的歷史資料來決定管道完整性的主要方向，因此能夠采取措施預(yù)防管道失效。應(yīng)該意識到失效的頻率與當(dāng)?shù)丨h(huán)境密切相關(guān)，如表1所示，歐洲和美國管道失效的主要原因是外部損傷，機(jī)械損傷（制造和建筑缺陷）以及腐蝕1。很顯然有效的完整性管理方案必須考慮所有潛在威脅。應(yīng)該設(shè)計(jì)監(jiān)控和檢測計(jì)劃，這樣能夠及時地查出和更好地消除這些威脅。這個方案應(yīng)該在基于監(jiān)控和檢測結(jié)果上進(jìn)行再次指引管道的維護(hù)。它也應(yīng)該提供相關(guān)的信息以指引管道的修理和復(fù)原。形成命名為PIPERBA（1）軟件包的主要要素的程序開發(fā)成功。它被大多數(shù)殼牌主要操作員以及部分第三方所采納。整個軟件包在其他地方被描述2，本文集中于描述這個計(jì)劃的完整性評估部分。(1)專利計(jì)算機(jī)程序PIPE-RBA=管道風(fēng)險評估(2)利用專利計(jì)算機(jī)程序計(jì)算二氧化碳腐蝕、估計(jì)由細(xì)菌，氧氣和有機(jī)酸引起腐蝕。西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3確定性的完整性評估基本的完整性管理過程在圖1中描述。最重要的輸入和支持工具也同樣表示在圖中。完整性管理過程的主要步驟將被討論，其主要的威脅考慮計(jì)劃的最新方案，內(nèi)部腐蝕，外部腐蝕和第三方破壞。內(nèi)部腐蝕管道運(yùn)輸采出液的最共同的內(nèi)部腐蝕機(jī)理是二氧化碳腐蝕，硫化氫腐蝕，有機(jī)酸腐蝕，氧腐蝕和細(xì)菌腐蝕。內(nèi)部模型為計(jì)算沒有實(shí)施保護(hù)措施的管道期望腐蝕速率而存在。早期二氧化碳模型在別處被詳細(xì)地討論3，4。最新的計(jì)算機(jī)程序HYDROCOR（2）結(jié)果也估計(jì)腐蝕是由于存在的有機(jī)酸，氧氣，細(xì)菌和硫化氫造成5。一個開發(fā)的特別版本用來支持管道完整性管理計(jì)劃在本文中描述。圖2所示為輸入和輸出屏。為了方便，輸入欄基于操作線服務(wù)類型提前選擇。利用這種方法，操作者只需集合和輸入相關(guān)數(shù)據(jù)。圖2所示，程序也考慮關(guān)鍵操作經(jīng)驗(yàn)以調(diào)整估計(jì)的有效腐蝕速率。這包括的因素有減輕沉積腐蝕的機(jī)會和提供細(xì)菌生長可能性的清管歷史。最后，考慮化學(xué)有效率，也就是壓注化學(xué)溶液程序和議定對策的配合性。這種腐蝕控制的有效性是非常重要的并且可以如下表達(dá)，在這種情況下為禁止：表示抑制劑有效性，表示抑制腐蝕率，表示未抑制腐蝕率。如果系統(tǒng)依靠生物殺滅劑來控制細(xì)菌腐蝕，下標(biāo)“抑制”和“未抑制”應(yīng)該相應(yīng)地替換。一個相似的方法適用于計(jì)算其他操作系統(tǒng)的有效性的結(jié)果。例如露點(diǎn)控制。最后一步是聯(lián)合計(jì)算的腐蝕率和腐蝕監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，檢查數(shù)據(jù)和操作經(jīng)驗(yàn)。這個方面將在以下詳細(xì)討論。因此，以通用格式表示在圖1的的步驟可以表示出內(nèi)部腐蝕如圖3。應(yīng)該注意到這個術(shù)語“腐蝕監(jiān)控”包括腐蝕率測量，殘留物，操作參數(shù)跟蹤如壓注化學(xué)溶液系統(tǒng)和議定目標(biāo)的配合性等等。CD5#城市配氣站工藝設(shè)計(jì)4外部腐蝕陸上管線（埋地或裸露）予以考慮的外部腐蝕威脅是大氣腐蝕，埋地鋼的腐蝕是由于陰極保護(hù)系統(tǒng)的干涉和絕緣接頭的失效。防止外部腐蝕的保護(hù)方式通常是基于外部涂層和陰極保護(hù)以防止損壞的涂層發(fā)生腐蝕。管道通過分析確定這些威脅所導(dǎo)致腐蝕的幾率。第一步是確定未保護(hù)的腐蝕率，基于從測得的電阻系數(shù)數(shù)據(jù)和土壤類型得到的管道沿線的土壤腐蝕性。這確定了主要的外部腐蝕威脅和形成設(shè)計(jì)適當(dāng)腐蝕控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。典型的埋地管道腐蝕率在表2中給出。其次，陰極保護(hù)質(zhì)量的估定基于加電自檢測試以及閉合內(nèi)電壓測量調(diào)查數(shù)據(jù)。后者也用于估計(jì)保護(hù)反對干涉風(fēng)險和絕緣接頭失效的發(fā)生。表示腐蝕率，為陰極保護(hù)系統(tǒng)的有效性。其要素表示在表3中。這將導(dǎo)致估計(jì)的裸露鋼的腐蝕率需考慮某一時期的陰極保護(hù)系統(tǒng)的性能?？紤]的干涉類型有其他管線的陰極保護(hù)，或者交叉或者平行于考慮的管線，絕緣接頭和法蘭，直流和交流區(qū)域以及輸電線。涂層的有效性通過以下討論的電流密度測控?cái)?shù)據(jù)和全線電壓測量估定。外部腐蝕估計(jì)過程在圖4中表示。外部腐蝕近海海底管線對于海底管線，外部腐蝕的威脅考慮海水腐蝕，由于陰極保護(hù)系統(tǒng)的干涉和絕緣接頭的失效造成的腐蝕。（后兩者對陸上管線的影響更大，因?yàn)閹缀跛械暮Ｉ详帢O保護(hù)系統(tǒng)采用犧牲陽極的方法）。防止外部腐蝕通?；谕獠客繉雍完帢O保護(hù)來實(shí)現(xiàn)對涂層破壞區(qū)域的保護(hù)。通過分析管道確定這些威脅導(dǎo)致腐蝕的幾率。對于外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)，一個相似的方法可應(yīng)用于海上情況確定外部腐蝕率。對于犧牲陰極保護(hù)系統(tǒng)，只要犧牲系統(tǒng)被設(shè)計(jì)，外部腐蝕率將為零。那么評估將著眼