杜振環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間長，運行環境嚴苛，失效時有發生。通過管道完整性檢測評價，可提前發現管道運行過程中存在的風險和缺陷，保障管道的安全平穩運行。介紹了完整性檢測評價方法，以某油田埋地管道為例，開展管道完整性檢測評價，為同類工作提供參考。

關鍵詞：油田管道；完整性評價；內腐蝕檢測；內檢測；金屬損失；剩余使用強度

 

 

埋地油氣管道介質一般含水、 H2S、 CO2、 Cl-等，易使管道產生腐蝕導致失效，造成環境污染或人員傷亡。開展管道檢測和完整性評價能提前發現腐蝕缺陷管段，及時維修防護，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的應用實踐。

1 管道完整性評價

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、運行、維護、廢棄等全過程數據；管道屬性數據、管道環境數據、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、易燃易爆場所、國家自然保護區、特定場所以及水源地等。在數據采集基礎上，結合管道現場情況，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 風險評估

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

管段劃分的原則是當相關數據出現重要的變化時插入分段點。綜合管道介質、壓力、溫度、規格、投運時間、介質腐蝕性、人口密度、防腐層狀況和地區等級要求等對管線進行區段劃分。

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

失效后果評分主要從介質的短期危害性、介質的最大泄漏量、介質的擴散性、人口密度、沿線環境、泄漏原因和供應中斷對下游用戶影響等，針對埋地鋼制道失效后果進行評分。

風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險等級劃分辦法開展風險等級劃分。風險高的管段應在后續的檢驗檢測及運行維護過程中予以重點關注。

1.4 完整性評價

完整性評價工作主要包括管道檢測及適用性評價。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因其直觀性、準確性及快捷性，得到廣泛應用。

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

2 油田埋地管道評價

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，介質為含硫濕氣，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，全長約15.6 km，采用3PE防腐，強制電流陰極保護系統，全線均達到有效保護。管道全線分布在沙漠地區，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、管道設施、第三方設施，以及運行、陰極保護、檢測維護、管道風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，詳見表 1。

2.3 風險評估

風險評估管段劃分見表 2，評估結果見表 3。

2.4 完整性評價

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》的要求進行，分為預評價、間接檢測、直接檢測和適用性評價等。

2.4.1 評價方法確定

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。進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，輸送介質為含硫濕氣，且氣液比大于5000，符合開展內腐蝕直接檢測評價的條件。

（2）間接檢測。主要通過高程測繪、流場分析等，確定管道的易腐蝕點，為確定直接檢測位置提供依據。其中高程測繪采用PCM+及RTK現場采集數 據，繪制管道的高程分布圖。流場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的位置，確定最有可能發生腐蝕的區域。通過計算得出管道實際傾角和臨界傾角，繪制管道傾角剖面圖見圖 1。通過流場分析結果和管道傾角剖面圖確定內腐蝕可能發生的位置，從而確定直接檢測開挖位置見圖 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，對開挖坑處的管道進行內腐蝕檢測，結果見表 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規范》的要求進行，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，金屬損失類型及數量見表 6，金屬損失程度見表 7。

                    

選取9處金屬損失程度大于20%wt的缺陷進行開挖驗證，結果見表 8，與內檢測結果吻合。

2.5 適用性評價

參照SY/T 6477―2017《含缺陷油氣管道剩余強度評價方法》，依據TSG D7003―2010《壓力管道定期檢驗規則－長輸管道》第二十條“對檢測中發現的危害管道結構完整性的缺陷進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）開展剩余強度評價，評價結果見表 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，建議對管道缺陷進行監測并且不超過當前工況繼續使用。

3 結語

油氣田埋地管道開展完整性檢測評價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，風險評估中很多打分項的操作性不強，只能依賴經驗給定分數。未來完整性檢測評價方法仍需不斷探索創新。

 

作者簡介：杜振環， 1989年生，男，助理工程師，主要從事壓力 管 道 的 檢 驗 工 作 。 聯系方式 ：13565060536， 894442618@qq.com。