王鵬 趙曉利 楊宏宇 張爽 李東昕 徐卓 張琳 文立

國家管網(wǎng)集團北方管道沈陽(yáng)檢測技術(shù)分公司

摘要：管道缺陷評價(jià)是管道完整性管理的關(guān)鍵環(huán)節之一，發(fā)現缺陷應當采取措施消除或者進(jìn)行合于使用評價(jià)。采用缺陷定級和評價(jià)軟件，能夠實(shí)現快速準確計算、及時(shí)得出評價(jià)結果，從而為管道缺陷的后續處理提供可靠依據。

關(guān)鍵詞：油氣管道；合于使用評價(jià)；缺陷定級；評價(jià)軟件

油氣管道具有高溫高壓和介質(zhì)易燃易爆等特點(diǎn)，一旦失效易引起火災、爆炸等造成重大損失。TSG D7005―2018《壓力管道定期檢驗規則—工業(yè)管道》要求定期對管道進(jìn)行全面檢驗，發(fā)現缺陷應當采取措施消除或者進(jìn)行合于使用評價(jià)，以避免管道發(fā)生泄漏和爆炸事故。管道定期檢驗受諸多因素限制，因而合于使用評價(jià)尤為重要。本文就金屬損失和焊縫缺陷采用缺陷評價(jià)軟件開(kāi)展管道合于使用評價(jià)進(jìn)行了相關(guān)研究。

1  缺陷評價(jià)技術(shù)

1.1  缺陷評價(jià)軟件概述

沈陽(yáng)檢測技術(shù)分公司自行研發(fā)的管道缺陷安全等級評定與評價(jià)軟件V1.0集成了缺陷定級和評價(jià)兩大功能。依據TSG D7005―2018對金屬損失、焊縫缺陷等進(jìn)行分類(lèi)，根據缺陷類(lèi)型輸入各缺陷相關(guān)參數，可快速計算給出評級結果，以確定管道缺陷等級。依據SY/T 6477―2017 《含缺陷油氣管道剩余強度評價(jià)方法》，針對缺陷形式選擇推薦的缺陷評價(jià)方法，如管體腐蝕、表面金屬損失等缺陷，選擇體積型缺陷評價(jià)方法；焊縫裂紋、咬邊等缺陷，選擇裂紋型缺陷評價(jià)方法等。針對等級超標的缺陷，給出適用性評價(jià)的結論和建議。利用該軟件，能夠極大地提高缺陷評級的準確性和評價(jià)效率，為處置缺陷給出明確理論依據。軟件結構框架與模塊功能如圖 1所示。

圖 1 軟件結構框架與模塊功能

1.2  缺陷評價(jià)流程

缺陷評價(jià)流程如圖 2所示。

圖 2 缺陷評價(jià)流程

2  缺陷評價(jià)應用

2.1  金屬損失評價(jià)

某輸氣站場(chǎng)開(kāi)展全面檢驗時(shí)發(fā)現站內工藝管道某閥門(mén)下游管體存在局部減薄，管道及缺陷基本信息如表 1所示。

表 1 工藝管道及缺陷基本信息

（1）確定金屬損失缺陷的安全等級。將管道基礎參數和缺陷相關(guān)參數輸入軟件缺陷定級模塊，可快速得出該管道局部減薄缺陷定為5級，需要立即修復或進(jìn)行合于使用評價(jià)，如圖 3所示。

圖 3 管體金屬損失缺陷評級計算示例

（2）合于使用評價(jià)。上述管體缺陷按照局部腐蝕評價(jià)。將管體缺陷相關(guān)參數輸入軟件中即可得出評價(jià)曲線(xiàn)圖（圖 4），根據坐標圖中的評價(jià)點(diǎn)位于臨界曲線(xiàn)圖下方，可以直觀(guān)得出結論為缺陷可接受。本次管體缺陷合于使用評價(jià)結果為可接受，無(wú)需立即修復，建議按照檢測周期監控運行。

圖 4 管體缺陷評價(jià)結果

2.2  焊縫缺陷評價(jià)案例

輸氣站場(chǎng)全面檢驗發(fā)現站內工藝區某閥門(mén)下游焊縫處存在未熔合缺陷。管道及焊縫缺陷基本信息如表 2所示。

表 2 環(huán)焊縫缺陷基本信息

（1）確定該焊縫缺陷的安全等級。.將管道基礎參數和缺陷相關(guān)參數輸入軟件缺陷定級模塊，得出該焊縫缺陷為4級，需要立即修復或進(jìn)行合于使用評價(jià)，如圖 5所示。

圖 5 輸氣站工藝管道環(huán)焊縫缺陷評級計算示例

（2）合于使用評價(jià)。將表 2中環(huán)焊縫超標缺陷尺寸進(jìn)行規則化處理后結果見(jiàn)表 3。按內表面半橢圓裂紋評價(jià)，當無(wú)法給出缺陷自身高度時(shí)取一道焊層高度2.0/3.0 mm。

表 3 缺陷規則化信息

評價(jià)參數取值見(jiàn)表 4。其中，沖擊功取20 J，安全系數參考SY/T 6477―2017選取，并考慮20 ℃溫差引起的軸向載荷約48 MPa，焊縫殘余應力取0.5倍的屈服強度。

表 4 評價(jià)參數取值表

1#環(huán)焊縫缺陷評價(jià)結果如圖 6所示，其載荷比Lr為0.202， 韌性比Kr為0.541。由此可知，在未考慮其他外部附加載荷的情況下，該環(huán)焊縫可接受，但其為根部危害性缺陷，且焊口整體質(zhì)量差，建議采取有效的監控措施。

圖 6 環(huán)焊縫缺陷剩余強度評價(jià)結果

3  結論

缺陷評價(jià)軟件具有缺陷定級和缺陷評價(jià)兩個(gè)主要功能，只需輸入管道和缺陷有關(guān)參數即可快速評定缺陷級別，然后將缺陷信息進(jìn)行規則化處理，根據現場(chǎng)實(shí)際情況選取評價(jià)參數，再利用軟件得出評價(jià)曲線(xiàn)圖，根據坐標評價(jià)點(diǎn)在曲線(xiàn)圖中的位置判定評價(jià)結果。

采用缺陷評價(jià)軟件進(jìn)行管道合于使用評價(jià)，可快速、準確得出評價(jià)結果，能夠及時(shí)給出缺陷處置可靠依據，并預留缺陷處理時(shí)間，既保障了管線(xiàn)安全運行，也節約了維修成本。

但該軟件目前僅依據標準中歸納的算法進(jìn)行開(kāi)發(fā)，對于現場(chǎng)復雜工況對缺陷評價(jià)參數的影響考慮尚不夠全面，所使用的評價(jià)參數存在一定的誤差，尚需在今后實(shí)際應用中加以改進(jìn)完善。

作者簡(jiǎn)介：王鵬，1989年生，工程師，2014年碩士畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)油氣儲運工程專(zhuān)業(yè)，現主要從事管道檢測專(zhuān)業(yè)方向的研究工作。聯(lián)系方式：15898385347，245609292@qq.com。