杜振環(huán)1 冉文燊2 張加東1

1.中特檢管道工程（北京）有限公司 ； 2.中國特種設備檢測研究院

摘  要：油氣田部分管道投運時(shí)間長(cháng)，運行環(huán)境嚴苛，失效時(shí)有發(fā)生。通過(guò)管道完整性檢測評價(jià)，可提前發(fā)現管道運行過(guò)程中存在的風(fēng)險和缺陷，保障管道的安全平穩運行。介紹了完整性檢測評價(jià)方法，以某油田埋地管道為例，開(kāi)展管道完整性檢測評價(jià)，為同類(lèi)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：油田管道；完整性評價(jià)；內腐蝕檢測；內檢測；金屬損失；剩余使用強度

埋地油氣管道介質(zhì)一般含水、 H2S、 CO2、 Cl-等，易使管道產(chǎn)生腐蝕導致失效，造成環(huán)境污染或人員傷亡。開(kāi)展管道檢測和完整性評價(jià)能提前發(fā)現腐蝕缺陷管段，及時(shí)維修防護，有效保障管道的安全運行。筆者以某油氣田埋地管道為例，介紹了管道完整性檢測評價(jià)的應用實(shí)踐。

1 管道完整性評價(jià)

1.1 數據采集

管道數據包括勘察、設計、采購、施工、檢測、驗收、投產(chǎn)、運行、維護、廢棄等全過(guò)程數據；管道屬性數據、管道環(huán)境數據、管道檢測維護管理數據及歷史數據；管道失效分析、管道應急預案等。

1.2 高后果區識別

依據GB 32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規范》，高后果區識別方法和分級準則主要考慮因素有：地區等級、村莊及鄉鎮密集程度，周邊是否有公路、易燃易爆場(chǎng)所、國家自然保護區、特定場(chǎng)所以及水源地等。在數據采集基礎上，結合管道現場(chǎng)情況，對管道高后果區逐一分級，并采用GPS定位系統采集位置數據。同時(shí)識別出在這些高后果區內對管道安全運行造成威脅的主要原因，形成高后區識別記錄表和高后果區識別統計表。

1.3 風(fēng)險評估

埋地油氣管道的風(fēng)險評估一般采用半定量風(fēng)險評估方法。工作內容主要包括管段劃分、失效可能性評價(jià)、失效后果評價(jià)和風(fēng)險值計算。

管段劃分的原則是當相關(guān)數據出現重要的變化時(shí)插入分段點(diǎn)。綜合管道介質(zhì)、壓力、溫度、規格、投運時(shí)間、介質(zhì)腐蝕性、人口密度、防腐層狀況和地區等級要求等對管線(xiàn)進(jìn)行區段劃分。

失效可能性分析從第三方破壞、腐蝕、設備（裝置）及操作和管道本質(zhì)安全方面，針對埋地鋼制管道在役階段失效可能性進(jìn)行評分。

失效后果評分主要從介質(zhì)的短期危害性、介質(zhì)的最大泄漏量、介質(zhì)的擴散性、人口密度、沿線(xiàn)環(huán)境、泄漏原因和供應中斷對下游用戶(hù)影響等，針對埋地鋼制道失效后果進(jìn)行評分。

風(fēng)險值為失效可能性得分與失效后果得分的乘積，隨后依據標準中推薦的風(fēng)險等級劃分辦法開(kāi)展風(fēng)險等級劃分。風(fēng)險高的管段應在后續的檢驗檢測及運行維護過(guò)程中予以重點(diǎn)關(guān)注。

1.4 完整性評價(jià)

完整性評價(jià)工作主要包括管道檢測及適用性評價(jià)。主要檢測方法包括內檢測、外檢測以及耐壓試驗。管道漏磁內檢測技術(shù)因其直觀(guān)性、準確性及快捷性，得到廣泛應用。

適用性評價(jià)是對含有缺陷或損傷的管道進(jìn)行的一種評價(jià)，以確定在預期的工作條件下是否可以繼續安全運行�，F場(chǎng)檢測工作結束后，對發(fā)現問(wèn)題的管道進(jìn)行適用性評價(jià)，以確定管道工作參數、維修計劃與下次定期檢驗日期。適用性評價(jià)分為應力分析、強度評估、剩余壽命預測和材料適用性評價(jià)。

2 油田埋地管道評價(jià)

2.1 管道基本狀況及數據采集

某油田埋地管道于2014年9月投產(chǎn)，介質(zhì)為含硫濕氣，管材L360 NS，設計/運行壓力為12/8 MPa，設計/運行溫度為60/30 ℃，規格為Φ 323.9×10 mm，全長(cháng)約15.6 km，采用3PE防腐，強制電流陰極保護系統，全線(xiàn)均達到有效保護。管道全線(xiàn)分布在沙漠地區，全年降水少，氣候干旱。

采集數據包括基礎地理信息、管道中心線(xiàn)、管道設施、第三方設施，以及運行、陰極保護、檢測維護、管道風(fēng)險和應急管理等數據。

2.2 高后果區識別

依據GB 32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規范》，共識別出3處高后果區，詳見(jiàn)表 1。

2.3 風(fēng)險評估

風(fēng)險評估管段劃分見(jiàn)表 2，評估結果見(jiàn)表 3。

2.4 完整性評價(jià)

主 要 參 照 N A C E S P 0 11 0 - 2 0 1 0 《We t G a sInternal Corrosion Direct Assessment Methodology forPipelines》的要求進(jìn)行，分為預評價(jià)、間接檢測、直接檢測和適用性評價(jià)等。

2.4.1 評價(jià)方法確定

結合數據采集和前次檢測結果，由于沙漠地區干旱缺水，因外腐蝕引起的管道失效不占據主導地位，預測管道內腐蝕為該區域埋地管道的主要失效原因。據此判別管道的主要失效模式見(jiàn)表 4。確定的檢測方法為內腐蝕直接檢測和內檢測。

2.4.2 內腐蝕直接檢測結果

（1）預評價(jià)。進(jìn)行數據采集及可行性分析，結果表明該管道基礎數據基本齊全，輸送介質(zhì)為含硫濕氣，且氣液比大于5000，符合開(kāi)展內腐蝕直接檢測評價(jià)的條件。

（2）間接檢測。主要通過(guò)高程測繪、流場(chǎng)分析等，確定管道的易腐蝕點(diǎn)，為確定直接檢測位置提供依據。其中高程測繪采用PCM+及RTK現場(chǎng)采集數 據，繪制管道的高程分布圖。流場(chǎng)分析內容主要是計算管道的臨界傾角，辨別管道中積水或者固體雜質(zhì)的位置，確定最有可能發(fā)生腐蝕的區域。通過(guò)計算得出管道實(shí)際傾角和臨界傾角，繪制管道傾角剖面圖見(jiàn)圖 1。通過(guò)流場(chǎng)分析結果和管道傾角剖面圖確定內腐蝕可能發(fā)生的位置，從而確定直接檢測開(kāi)挖位置見(jiàn)圖 2。

（3）直接檢測。采用管體外壁爬行漏磁+超聲波C掃描+超聲波測厚組合檢測技術(shù)，對開(kāi)挖坑處的管道進(jìn)行內腐蝕檢測，結果見(jiàn)表 5。

2.4.3 內檢測結果

本次內檢測主要參照GB/T 27699―2011《鋼制管道內檢測技術(shù)規范》的要求進(jìn)行，管道變形采用CSEI-GI-DN300內檢測器， 360°機械探臂；管道腐蝕采用CSEI-MFL-DN300漏磁內檢測器。共檢出147處金屬損失，金屬損失類(lèi)型及數量見(jiàn)表 6，金屬損失程度見(jiàn)表 7。

選取9處金屬損失程度大于20%wt的缺陷進(jìn)行開(kāi)挖驗證，結果見(jiàn)表 8，與內檢測結果吻合。

2.5 適用性評價(jià)

參照SY/T 6477―2017《含缺陷油氣管道剩余強度評價(jià)方法》，依據TSG D7003―2010《壓力管道定期檢驗規則－長(cháng)輸管道》第二十條“對檢測中發(fā)現的危害管道結構完整性的缺陷進(jìn)行剩余強度評估與安全評定”，選取前述9處金屬損失程度大于20% wt的缺陷（包含金屬損失程度最嚴重的缺陷）開(kāi)展剩余強度評價(jià)，評價(jià)結果見(jiàn)表 9。

根據計算結果管道在目前工況下的最大允許工作壓力為8.35 MPa，建議對管道缺陷進(jìn)行監測并且不超過(guò)當前工況繼續使用。

3 結語(yǔ)

油氣田埋地管道開(kāi)展完整性檢測評價(jià)是行之有效的安全管理手段，但仍然存在不足，突出表現在數據很難保證百分之百完整，風(fēng)險評估中很多打分項的操作性不強，只能依賴(lài)經(jīng)驗給定分數。未來(lái)完整性檢測評價(jià)方法仍需不斷探索創(chuàng )新。

作者簡(jiǎn)介：杜振環(huán)， 1989年生，男，助理工程師，主要從事壓力 管 道 的 檢 驗 工 作 。 聯(lián)系方式 ：13565060536， 894442618@qq.com。