1/13/20241一、管道檢測(cè)與平安評(píng)價(jià)的意義油氣輸送管線(xiàn):造價(jià)很高穿越地域廣闊涉及的地域類(lèi)型復(fù)雜一旦發(fā)生爆破，就會(huì)造成→人員傷亡環(huán)境污染油氣輸送中斷——等嚴(yán)重事故

參見(jiàn)圖1.1至圖1.41/13/20242圖1.1茂名石化輸油管爆破搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)1/13/20243圖1.2美國(guó)某一天然氣管線(xiàn)爆破事故現(xiàn)場(chǎng)1/13/20244圖1.3地下輸油管線(xiàn)腐蝕破裂，大量原油泄漏情況1/13/20245圖1.4原油泄漏造成農(nóng)田毀壞和環(huán)境污染情況1/13/20246我國(guó)目前有油氣長(zhǎng)輸管線(xiàn)3萬(wàn)多公里，許多管線(xiàn)運(yùn)行二三十年，接近使用壽命，進(jìn)入事故多發(fā)期。如四川輸氣管網(wǎng)投產(chǎn)后，H2S含量偏高，加上材質(zhì)和制造質(zhì)量不佳，SSCC破裂事故頻頻發(fā)生。如圖1.5和圖1.6所示。如早期管道的石油瀝青層，已到達(dá)壽命年限，涂層嚴(yán)重老化，圖1.7示出港滄線(xiàn)涂層破壞的情況1/13/20247SSCC裂紋SSCC裂紋圖1.5四川佛兩線(xiàn)管道解剖所得應(yīng)力腐蝕裂紋示意圖1/13/20248SSCC裂紋圖1.6佛兩線(xiàn)管道由于噘嘴在內(nèi)焊趾造成的SSCC裂紋裂紋在內(nèi)焊趾根部起裂1/13/20249圖1.7港滄輸氣管線(xiàn)典型現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果22#26#27#30#1/13/202410開(kāi)展管道檢測(cè)與平安評(píng)價(jià)“盲目維護(hù)〞“視情維護(hù)〞減少事故發(fā)生率防止不必要和無(wú)方案的維修和更換防止管線(xiàn)打壓試驗(yàn)帶來(lái)的巨大花費(fèi)一、管道檢測(cè)與平安評(píng)價(jià)的意義1/13/202411爆炸斷裂泄漏過(guò)量變形外表?yè)p傷、金屬損失材料性能退化物理爆炸：物理原因〔溫度、內(nèi)壓〕使應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度化學(xué)爆炸：異?；瘜W(xué)反響使壓力急劇增加超過(guò)強(qiáng)度脆性斷裂：應(yīng)力腐蝕、氫致開(kāi)裂、持久〔蠕變〕斷裂、低溫脆斷韌性斷裂疲勞斷裂：應(yīng)力疲勞、應(yīng)變疲勞、高溫疲勞、熱疲勞、腐蝕疲勞、蠕變疲勞密封泄漏：充裝過(guò)量〔冒頂〕腐蝕穿孔、穿透的裂紋或冶金、焊接缺陷〔滿(mǎn)足LBB條件〕過(guò)熱、過(guò)載引起的鼓脹、屈曲、伸長(zhǎng)、凹坑〔dent〕蠕變、亞穩(wěn)定相的相變電化學(xué)腐蝕：均勻腐蝕、點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、沉積物下腐蝕、溶解氧腐蝕、堿腐蝕、硫化物腐蝕、氯化物腐蝕、硝酸鹽腐蝕沖蝕、氣蝕高溫氧化腐蝕、金屬塵化或?yàn)?zāi)難性滲碳腐蝕、環(huán)烷酸腐蝕外來(lái)機(jī)械損傷：油氣長(zhǎng)輸管線(xiàn)的主要失效模式之一輻照損傷脆化氫致?lián)p傷：氫腐蝕、氫脆〔微裂紋〕、堆焊層的氫致剝離管道主要失效模式1/13/202412管道主要失效原因責(zé)任事故設(shè)備事故違反操作規(guī)程、介質(zhì)超標(biāo)缺少現(xiàn)代平安管理體系、職工素質(zhì)教育差嚴(yán)重?fù)p傷未能被檢測(cè)發(fā)現(xiàn)或缺少科學(xué)評(píng)價(jià)、不合理的維修工藝〔尤其是停工狀態(tài)的維修〕設(shè)計(jì)缺陷、選材不當(dāng)、用材錯(cuò)誤、存在超標(biāo)焊接或冶金缺陷、焊接或組裝剩余應(yīng)力過(guò)大外來(lái)機(jī)械損傷、地震、洪水、雷擊、大風(fēng)等運(yùn)行操作：檢測(cè)維修：設(shè)計(jì)制造：外來(lái)?yè)p傷：管理：1/13/202413缺陷檢測(cè)平安評(píng)價(jià)剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)剩余壽命預(yù)測(cè)防腐層檢測(cè)+挖坑基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)答復(fù)現(xiàn)有設(shè)備是否平安、是否需要更換、平安裕度如何答復(fù)設(shè)備能用多久、確定檢測(cè)周期與檢修周期管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為檢測(cè)方案制定提供決策依據(jù)1/13/2024141/13/202415防腐層檢測(cè)與評(píng)價(jià)1/13/2024161/13/202417圖3.2CIPS/DCVG在線(xiàn)檢測(cè)儀器1/13/202418焊縫檢測(cè)與評(píng)價(jià)〔抽查〕環(huán)焊縫質(zhì)量抽查，確定焊縫缺陷尺寸采用X射線(xiàn)探傷儀未焊透、未熔合、氣孔、夾渣等缺陷；超聲波探傷儀檢測(cè)裂紋、未焊透、未熔合、氣孔、夾渣等。環(huán)焊縫部位溝腐蝕檢測(cè)采用X射線(xiàn)探傷儀或超聲波C－掃描方法進(jìn)行檢測(cè)焊縫腐蝕后體積性缺陷1/13/2024191/13/2024201/13/202421MFL＋通徑檢測(cè)超聲裂紋檢測(cè)器超聲壁厚檢測(cè)器金屬損失和變形檢測(cè)1/13/2024221/13/2024231/13/202424盡管?chē)?guó)際上對(duì)管道平安評(píng)估已經(jīng)開(kāi)展了大量研究，但目前仍然是管道工程研究的熱點(diǎn)問(wèn)題1998年、2000年、2002年三次ASME國(guó)際管線(xiàn)會(huì)議都設(shè)有管道平安評(píng)價(jià)的分會(huì)場(chǎng)對(duì)1995年到2000年美國(guó)石油文摘的檢索結(jié)果說(shuō)明，管道平安評(píng)價(jià)在國(guó)際上研究仍然呈方興未艾之勢(shì)，見(jiàn)圖4.11/13/202425圖4.1管道平安評(píng)價(jià)論文美國(guó)石油文摘檢索結(jié)果1/13/202426國(guó)際上的研究趨勢(shì)主要集中在兩個(gè)方面繼續(xù)對(duì)國(guó)際上已經(jīng)建立管道平安評(píng)估方法的過(guò)分保守性和欠可靠性進(jìn)行改進(jìn)對(duì)目前尚無(wú)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)，而工程上又急需解決的問(wèn)題進(jìn)行研究，如：第三方損傷的評(píng)價(jià)方法管道地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)價(jià)方法管道防腐層的有效保護(hù)壽命預(yù)測(cè)方法管道剩余壽命預(yù)測(cè)方法，如損傷壽命和腐蝕壽命1/13/2024271/13/202428實(shí)物評(píng)價(jià)的半經(jīng)驗(yàn)公式有限元分析基于力學(xué)理論的解析分析剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)體積型腐蝕缺陷平面型缺陷彌散損傷型缺陷幾何不完整型缺陷主要是腐蝕造成的槽、片狀缺陷應(yīng)力腐蝕缺陷氫致宏觀裂紋焊縫裂紋缺陷疲勞裂紋氫鼓泡和氫致誘發(fā)微裂紋、點(diǎn)腐蝕缺陷噘嘴與錯(cuò)邊不圓度厚度不均勻評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)對(duì)象評(píng)價(jià)對(duì)象特征克烏復(fù)線(xiàn)阿塞線(xiàn)佛兩線(xiàn)采石線(xiàn)鞍大線(xiàn)威成線(xiàn)克烏復(fù)線(xiàn)佛兩線(xiàn)達(dá)臥線(xiàn)典型管線(xiàn)機(jī)械損傷缺陷凹坑、溝槽整體變形格薩線(xiàn)達(dá)臥線(xiàn)概率和可靠性理論圖4.2剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)的對(duì)象類(lèi)型及評(píng)價(jià)方法1/13/202429用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)積累數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)用實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)剩余壽命預(yù)測(cè)體積型缺陷平面型缺陷彌散損傷型缺陷沖刷腐蝕點(diǎn)蝕及槽狀局部腐蝕片狀腐蝕應(yīng)力腐蝕裂紋氫致宏觀裂紋焊縫裂紋缺陷疲勞裂紋疲勞萌生微裂紋氫鼓泡氫致微裂紋蠕變損傷微裂紋沖刷速率局部腐蝕速率全面腐蝕速率亞臨界裂紋擴(kuò)展速率損傷速率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)缺陷類(lèi)型缺陷名稱(chēng)速率類(lèi)型腐蝕速率圖4.3剩余壽命預(yù)測(cè)缺陷種類(lèi)劃分1/13/202430數(shù)據(jù)庫(kù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)臨界缺陷尺寸剩余壽命預(yù)測(cè)能否平安運(yùn)行、可靠度確定檢測(cè)、維修周期數(shù)據(jù)測(cè)試、收集和錄入數(shù)據(jù)檢索、填加圖4.4適用性評(píng)價(jià)集成軟件的功能和結(jié)構(gòu)框圖平安評(píng)價(jià)案例庫(kù)1/13/2024311/13/2024321/13/202433圖2.5評(píng)價(jià)軟件典型界面21/13/2024341/13/2024351/13/2024361/13/2024371/