中海石油技術(shù)檢測有限公司海底管道安全評估技術(shù)綜述2目錄四、結(jié)束語三、海底管道安全評估案例一、安全評估技術(shù)介紹二、海底管道安全評估方法安全評估技術(shù)介紹所謂海管安全評估，就是基于海管的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、各種變更數(shù)據(jù)以及當(dāng)前的監(jiān)測和檢測數(shù)據(jù)，對海管的安全狀況做出分析、評價(jià)和判斷。4目錄四、結(jié)束語三、海底管道安全評估案例一、安全評估技術(shù)介紹二、檢測與安全評估方法5檢測與安全評估方法6檢測與安全評估方法7檢測與安全評估方法外檢測是對管道的外部及管道在海底所處狀況進(jìn)行檢測，包括管道埋深、管道周圍的沖刷情況、管道支撐狀況和管跨情況、外保護(hù)層、管道外壁及其損傷情況的檢測。對海底管道水下部分進(jìn)行管外檢測，由潛水員或ROV定期進(jìn)行外檢測，海底管道地理物探調(diào)查可采用各類水下聲學(xué)設(shè)備、遙控潛水器、潛水員操作，應(yīng)用較多的聲學(xué)設(shè)備有底部剖面儀、側(cè)向掃描聲納、回聲探測器等；8檢測與安全評估方法自由懸跨評估：可依據(jù)DNV-RP-F105的篩選準(zhǔn)則評估疲勞損傷對海底管道的影響，這些疲勞載荷包括渦流引起的振動(dòng)、波浪載荷、以及由洋流和波浪聯(lián)合作用的載荷。底部穩(wěn)定性評估：以DNV海底管道底部穩(wěn)定性設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)。穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的目標(biāo)是確保海底管道的重量能夠滿足穩(wěn)定性準(zhǔn)則的要求。底部穩(wěn)定性評估可以從整條管道或是從單點(diǎn)的角度進(jìn)行。除進(jìn)行穩(wěn)定性檢查外，沙層的承載能力和管道的漂移也要進(jìn)行檢查。屈曲評估：管道有時(shí)會(huì)因?yàn)椴僮鳒囟群蛪毫σ鸬妮S向壓縮力而向上或向側(cè)向發(fā)生屈曲，發(fā)生屈曲的管道通常會(huì)從海床上拱起，屈曲會(huì)引起管道嚴(yán)重過應(yīng)力。屈曲評估可以從整條管道或是從單點(diǎn)的角度進(jìn)行。9檢測與安全評估方法10檢測與安全評估方法管道內(nèi)檢測主要利用各種管內(nèi)檢測器來完成。管內(nèi)檢測器是一個(gè)檢測系統(tǒng)，要完成對管道的檢測，除了各種檢測信號的發(fā)射和接收單元外，還配有驅(qū)動(dòng)裝置、存儲(chǔ)記錄裝置、里程記錄單元、控制和通訊系統(tǒng)以及其他的輔助設(shè)備。檢測主要是用管內(nèi)檢測器對管道內(nèi)壁裂紋、腐蝕缺陷、管道泄漏、管道幾何形狀等進(jìn)行檢測。

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海底管道裂紋檢測海底管道涂層檢測海底管道XYZ繪圖11檢測與安全評估方法承壓狀態(tài)評估：可按照DNV海上標(biāo)準(zhǔn)OS-F101和ASME標(biāo)準(zhǔn)B31.4及B31.8對海底管道的承壓狀態(tài)進(jìn)行評估。缺陷評估：評估缺陷對管道完整性的影響，即對腐蝕缺陷、裂紋等缺陷的評估；12檢測與安全評估方法13檢測與安全評估方法管道監(jiān)測對于海底管道的安全具有重要意義,有必要建立完整的監(jiān)測體系,防患于未然,保障海底管道安全.掛片法數(shù)據(jù)直觀準(zhǔn)確,方法簡潔,易于實(shí)施,因此已被廣泛應(yīng)用.但是掛片法獲得數(shù)據(jù)周期長,不能實(shí)時(shí)測量,電阻法和線性極化法可以實(shí)時(shí)監(jiān)測,但結(jié)果受環(huán)境影響較大.還可以采用旁通管路法,即在主管道的若干區(qū)域上分別設(shè)置一段旁通管路,定期拆卸進(jìn)行腐蝕檢查.。14檢測與安全評估方法管道腐蝕速率輸送壓力、溫度、流量介質(zhì)組分（CO2

、沙、油品性質(zhì)）管道懸跨長度局部管道壁厚局部管道缺陷（裂紋、凹陷、凹坑等）15檢測與安全評估方法16檢測與安全評估方法壓力試驗(yàn)是長期以來都是工業(yè)界接受的管道完整性驗(yàn)證方法。這種方法可用來進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和泄漏試驗(yàn)。對危險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，選用該方法比較合適。ASMEB31.8和API1160包含了對在役管線進(jìn)行試壓的細(xì)節(jié)。該規(guī)范規(guī)定了要達(dá)到的試驗(yàn)壓力及持續(xù)時(shí)間，以確定特定危險(xiǎn)的存在，還規(guī)定了可使用的試壓介質(zhì)及其采用各種試驗(yàn)介質(zhì)時(shí)的要求。管道運(yùn)營者應(yīng)綜合考慮風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的結(jié)果和預(yù)期的缺陷類型來確定何時(shí)進(jìn)行壓力試驗(yàn)。17檢測與安全評估方法外部腐蝕內(nèi)部腐蝕應(yīng)力腐蝕開裂

18目錄四、結(jié)束語三、海底管道安全評估案例一、檢測與安全評估技術(shù)介紹二、檢測與安全評估方法海底管道安全評估案例案例背景渤海某條海管運(yùn)行5年后停產(chǎn)，填充柴油保護(hù)，時(shí)隔9年計(jì)劃重新投產(chǎn)，為確認(rèn)管道的安全狀況，進(jìn)行檢測評估。管徑：6“長度：1.7km設(shè)計(jì)壽命：20年腐蝕裕量：4.36mm原設(shè)計(jì)壓力：20.7MPa，現(xiàn)試驗(yàn)壓力：9.75MPa入口溫度：53攝氏度檢測評估方案選擇內(nèi)檢測方法：通球存在風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)檢測成本高立管內(nèi)腐蝕研究＋局部外檢＋試壓方法：成本低技術(shù)成熟立管部分存在的腐蝕特征具有代表性。海底管道安全評估案例1）內(nèi)腐蝕檢測內(nèi)壁損傷檢查和統(tǒng)計(jì)內(nèi)壁腐蝕坑分布和測量內(nèi)腐蝕剩余壁厚檢測環(huán)焊縫部位溝腐蝕檢測環(huán)焊縫缺陷定性與定量2）腐蝕產(chǎn)物分析典型部位的腐蝕產(chǎn)物取樣和分析3）無損檢測管體無損檢測環(huán)焊縫、母材無損檢測4）腐蝕速率測定檢測評估總體方案step1試樣選擇Step2檢測1）材料適用性試驗(yàn)分別對管體和環(huán)焊縫進(jìn)行檢測：化學(xué)成分、拉伸性能材料的系列溫度夏比沖擊韌性、材料的金相組織、材料的硬度、材料其他理化性能。2）實(shí)物管靜水試壓確定含缺陷（或預(yù)制缺陷）管段的爆破驗(yàn)證試驗(yàn)方案。3）剩余強(qiáng)度和安全運(yùn)行壓力管道腐蝕損傷尺寸定量化分析屈服強(qiáng)度理論計(jì)算斷裂力學(xué)理論計(jì)算MAOP評定極限承載能力的有限元分析Step3評估海底管道安全評估案例檢測結(jié)果1）內(nèi)壁腐蝕坑深度最大小于1mm；2）最小剩余壁厚為：11.29mm3）環(huán)焊縫溝腐蝕情況為：溝腐蝕比較輕微，均小于0.5mm和有一個(gè)直徑1.5mm的氣孔。4）腐蝕產(chǎn)物為：

立管內(nèi)壁：FeO（OH)42％,Fe3O426%,FeCO329%彎管內(nèi)壁：FeO（OH)62％,Fe3O416%,FeCO321%5）拉伸、沖擊性能海底管道安全評估案例檢測結(jié)果6）硬度試驗(yàn)海底管道安全評估案例檢測結(jié)果7）靜水試壓爆破原始立管：試樣在20.69MPa的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)壓力下保持15分鐘未發(fā)生泄漏，繼續(xù)加壓到90.18MPa時(shí)管體破裂。海底管道安全評估案例7）靜水試壓爆破人工制造缺陷管段：缺陷尺寸：300mm×50mm×4mm。海底管道安全評估案例檢測結(jié)果7）靜水試壓爆破人工制造缺陷管段：試樣在20.69MPa保持15分鐘無泄漏，加壓至75.70MPa時(shí)爆裂。海底管道安全評估案例檢測結(jié)果安全評估1）將缺陷假設(shè)成為矩形形狀；2）通過迭代計(jì)算，計(jì)算出適合工程現(xiàn)場使用的極限缺陷尺寸。對照檢測到的缺陷尺寸小于計(jì)算得到的極限缺陷尺寸（位于曲線下方），則該缺陷是可接受的。3）通過對照，所檢測出的缺陷都在曲線下方，是可接受的。海底管道安全評估案例4）驗(yàn)證計(jì)算將實(shí)物爆破、有限元計(jì)算和安全評估軟件獲得爆破壓力進(jìn)行對比，結(jié)果很相近。海底管道安全評估案例安全評估29目錄四、結(jié)束語三、海底管道安全評估案例一、檢測與安全評估技術(shù)介紹二、檢測與安全評估方法30結(jié)束語在海底管道生命周期內(nèi)，海管安全評估是完整性管理中的重要一環(huán)，我們希望成為管道管理者最