王鵬 趙曉利 楊宏宇 張爽 李東昕 徐卓 張琳 文立

國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)北方管道沈陽(yáng)檢測(cè)技術(shù)分公司

摘要：管道缺陷評(píng)價(jià)是管道完整性管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)當(dāng)采取措施消除或者進(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)。采用缺陷定級(jí)和評(píng)價(jià)軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)快速準(zhǔn)確計(jì)算、及時(shí)得出評(píng)價(jià)結(jié)果，從而為管道缺陷的后續(xù)處理提供可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞：油氣管道；合于使用評(píng)價(jià)；缺陷定級(jí)；評(píng)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(zāi)、爆炸等造成重大損失。TSG D7005―2018《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則—工業(yè)管道》要求定期對(duì)管道進(jìn)行全面檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)當(dāng)采取措施消除或者進(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)，以避免管道發(fā)生泄漏和爆炸事故。管道定期檢驗(yàn)受諸多因素限制，因而合于使用評(píng)價(jià)尤為重要。本文就金屬損失和焊縫缺陷采用缺陷評(píng)價(jià)軟件開展管道合于使用評(píng)價(jià)進(jìn)行了相關(guān)研究。

1  缺陷評(píng)價(jià)技術(shù)

1.1  缺陷評(píng)價(jià)軟件概述

沈陽(yáng)檢測(cè)技術(shù)分公司自行研發(fā)的管道缺陷安全等級(jí)評(píng)定與評(píng)價(jià)軟件V1.0集成了缺陷定級(jí)和評(píng)價(jià)兩大功能。依據(jù)TSG D7005―2018對(duì)金屬損失、焊縫缺陷等進(jìn)行分類，根據(jù)缺陷類型輸入各缺陷相關(guān)參數(shù)，可快速計(jì)算給出評(píng)級(jí)結(jié)果，以確定管道缺陷等級(jí)。依據(jù)SY/T 6477―2017 《含缺陷油氣管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法》，針對(duì)缺陷形式選擇推薦的缺陷評(píng)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(píng)價(jià)方法；焊縫裂紋、咬邊等缺陷，選擇裂紋型缺陷評(píng)價(jià)方法等。針對(duì)等級(jí)超標(biāo)的缺陷，給出適用性評(píng)價(jià)的結(jié)論和建議。利用該軟件，能夠極大地提高缺陷評(píng)級(jí)的準(zhǔn)確性和評(píng)價(jià)效率，為處置缺陷給出明確理論依據(jù)。軟件結(jié)構(gòu)框架與模塊功能如圖 1所示。

圖 1 軟件結(jié)構(gòu)框架與模塊功能

1.2  缺陷評(píng)價(jià)流程

缺陷評(píng)價(jià)流程如圖 2所示。

圖 2 缺陷評(píng)價(jià)流程

2  缺陷評(píng)價(jià)應(yīng)用

2.1  金屬損失評(píng)價(jià)

某輸氣站場(chǎng)開展全面檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)站內(nèi)工藝管道某閥門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(jí)。將管道基礎(chǔ)參數(shù)和缺陷相關(guān)參數(shù)輸入軟件缺陷定級(jí)模塊，可快速得出該管道局部減薄缺陷定為5級(jí)，需要立即修復(fù)或進(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)，如圖 3所示。

圖 3 管體金屬損失缺陷評(píng)級(jí)計(jì)算示例

（2）合于使用評(píng)價(jià)。上述管體缺陷按照局部腐蝕評(píng)價(jià)。將管體缺陷相關(guān)參數(shù)輸入軟件中即可得出評(píng)價(jià)曲線圖（圖 4），根據(jù)坐標(biāo)圖中的評(píng)價(jià)點(diǎn)位于臨界曲線圖下方，可以直觀得出結(jié)論為缺陷可接受。本次管體缺陷合于使用評(píng)價(jià)結(jié)果為可接受，無(wú)需立即修復(fù)，建議按照檢測(cè)周期監(jiān)控運(yùn)行。

圖 4 管體缺陷評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2  焊縫缺陷評(píng)價(jià)案例

輸氣站場(chǎng)全面檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)站內(nèi)工藝區(qū)某閥門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(jí)。.將管道基礎(chǔ)參數(shù)和缺陷相關(guān)參數(shù)輸入軟件缺陷定級(jí)模塊，得出該焊縫缺陷為4級(jí)，需要立即修復(fù)或進(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)，如圖 5所示。

圖 5 輸氣站工藝管道環(huán)焊縫缺陷評(píng)級(jí)計(jì)算示例

（2）合于使用評(píng)價(jià)。將表 2中環(huán)焊縫超標(biāo)缺陷尺寸進(jìn)行規(guī)則化處理后結(jié)果見(jiàn)表 3。按內(nèi)表面半橢圓裂紋評(píng)價(jià)，當(dāng)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(guī)則化信息

評(píng)價(jià)參數(shù)取值見(jiàn)表 4。其中，沖擊功取20 J，安全系數(shù)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(yīng)力取0.5倍的屈服強(qiáng)度。

表 4 評(píng)價(jià)參數(shù)取值表

1#環(huán)焊縫缺陷評(píng)價(jià)結(jié)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(jiān)控措施。

圖 6 環(huán)焊縫缺陷剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)結(jié)果

3  結(jié)論

缺陷評(píng)價(jià)軟件具有缺陷定級(jí)和缺陷評(píng)價(jià)兩個(gè)主要功能，只需輸入管道和缺陷有關(guān)參數(shù)即可快速評(píng)定缺陷級(jí)別，然后將缺陷信息進(jìn)行規(guī)則化處理，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選取評(píng)價(jià)參數(shù)，再利用軟件得出評(píng)價(jià)曲線圖，根據(jù)坐標(biāo)評(píng)價(jià)點(diǎn)在曲線圖中的位置判定評(píng)價(jià)結(jié)果。

采用缺陷評(píng)價(jià)軟件進(jìn)行管道合于使用評(píng)價(jià)，可快速、準(zhǔn)確得出評(píng)價(jià)結(jié)果，能夠及時(shí)給出缺陷處置可靠依據(jù)，并預(yù)留缺陷處理時(shí)間，既保障了管線安全運(yùn)行，也節(jié)約了維修成本。

但該軟件目前僅依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中歸納的算法進(jìn)行開發(fā)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜工況對(duì)缺陷評(píng)價(jià)參數(shù)的影響考慮尚不夠全面，所使用的評(píng)價(jià)參數(shù)存在一定的誤差，尚需在今后實(shí)際應(yīng)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(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事管道檢測(cè)專業(yè)方向的研究工作。聯(lián)系方式：15898385347，245609292@qq.com。