基于失效摸式的埋地管道測評技術體系

　　在管體腐蝕檢測技術方面，大量的電磁（漏磁、低頻電磁、渦流、磁記憶、電磁超聲、磁致伸縮、脈沖渦流）、聲（超聲波、超聲導波）、紅外和射線技術在工程上得到了一定的應用，但相當多的技術是直接使用國外設備開展工作，國內基礎研究薄弱，具有自主知識產權的成熟產品較少。

　　以在用埋地管道的漏磁（MFL）內檢測器技術為例，國內在原油管道的內檢測方面比較成熟，但與國外同類設備檢測效果相比，也有一定的差距；在輸氣管道方面，檢測效果遠不如國外同類設備。

　　但國外的MFL內檢測設備，也存在一些問題，如美國管道安全辦公室2005年發布的數據表明：一些經過檢測卻很快（6~12個月內）出現故障的危險液體和天然氣管道，失效原因中缺陷未被探測到的占51%，對缺陷特征低估的占32.3%，錯誤辨識的占16.7%。原因在于：（1）管道測量的目標處在一個復雜、連續、變化的內部環境（壓力、溫度、腐蝕等）和外部環境（周圍土壤、腐蝕、第三方干擾等）。（2）內檢測器運行過程中，其關鍵部件可能會矢效，但無法及時更換。（3）智能檢測器的運行參數并不穩定（速率、磁場、檢測期間傳感器故障）。（4）實際存在的缺陷數量大于被內檢測器檢測到的數量，缺陷的實際大小一般大于內檢測器給出的數據。（5）創建一個內檢測方法對比標準非常困難。

　　綜上，MFL內檢測技術應該在以下方面進行改進：（1）需要進一步改進內檢測器的基本原理和技術，以改進現有內檢測技術存在的未探測到、低估危險及錯誤辨識等方面的性能。（2）對內檢測數據進行整體的統計分析，確定內檢測遺漏和錯誤辨識的缺陷數量、尺寸和位置，評價內檢測器檢測到的缺陷實際數量和尺寸。（3）對各種內檢測數據的差異進行對比分析，以對測量錯誤進行歸因，驗證檢測器、現場和計算機數據。

　　因此，在國家十二五科技支撐計劃項目01課題《基于風險的油氣管道事故預防關鍵技術研究》（課題編號：2011BA K06B0l）中擬開展“長輸管道內檢測器多功能化綜合技術研究及樣機研制”，其主要研究內容如下：（1）周向勵磁技術檢測軸向缺陷的漏磁檢測技術研究。（2）特殊管段（彎頭、焊縫、加厚段等）漏磁內檢測關鍵技術探索研究。（3）高通過能力內檢測器關鍵技術探索研究。（4）基于管道內檢測的泄漏聲發射信號識別和定位方法研究。（5）管道泄漏內檢測聲發射模塊研制。（6）管道電磁超聲（EMAT）內檢測模塊研制；漏磁、泄漏聲發射檢測多功能檢測樣機研制。
 

　　在管體腐蝕檢測新技術方面，擬開展針對性的研究，如大口徑埋地鋼質管道遠場渦流檢測方法研究，EMAT技術在管體腐蝕外壁爬行檢測方法研究等。

　　在基于失效模式的檢測評價方面，關于內腐蝕直接評價方法，國內基本上是空白，如干氣管道、凈化原油管道、含水天然氣與原油管道內腐蝕預測方面等；美國初步建立了內腐蝕評價的框架體系，頒布了干氣管道、凈化原油（含水量≤5%）管道的內腐蝕預測評價標準，如NACE SP0206-2006、NACE SP0208一2008。

　　我們已在國家十二五科技支撐計劃項目01課題中開展“酸性天然氣管道內腐蝕預測技術”研究，并擬在十二五期間開展關于含水原油管道內腐蝕預測方面的研究，從而初步形成我國油氣輸送管道內腐蝕預測方法，并形成初步的標準草案。主要研究內容有：

　　（1）收集、整理國內典型酸性天然氣田的介質成分和已有的介質腐蝕和沖刷腐蝕數據。

　　（2）研究建立含H₂S+CO₂+水的天然氣管道流場分析模型，實現對介質腐蝕和沖刷腐蝕關鍵位置的預測。

　　（3）選擇兩種酸性天然氣管道常用鋼材（16Mn、UNS31803）在集輸過程兩個典型環境現場掛樣，進行現場介質腐蝕及沖刷腐蝕規律、主要影響因素、二者的交互作用等的研究。

　　（4）采用浸泡模擬試驗（帶攪拌），在實驗室內探索上述2種材料的腐蝕及沖刷規律、主要影響因素及其二者的交互作用，并對試驗室模擬研究工作與現場掛片試驗進行對比分析，探索其相關性。

　　（5）對埋地鋼質管道材料基礎數據庫進行升級，強化腐蝕性能數據查詢功能，補充部分實際工況條件下的內腐蝕及沖刷試驗數據。

　　基于RBI/BCM/SIL完整性評價技術體系

　　油氣管道站場是集輸、長輸、與城鎮燃氣管道的關鍵設施。站場包括靜設備（壓力容器與壓力管道）、動設備（泵與壓縮機）、儀器儀表等。國內缺少關于站場設備基于RBI（基于風險檢驗）/RCM（基于可靠性維護）/SI L（安全完整性分級）等的完整性評價技術體系的研究，更沒有這方面的標準。我們擬在國家十二五科技支撐計劃項目0l課題中開展“站場設施風險評估與不停輸檢驗評價方法”研究。

安全全過程完整性標準體系的推廣模式

　　通過上述研究工作，解決我國壓力管道安全過程完整性管理中的關鍵技術難題，并對所取得的科研成果開展應用，進而上升到國家或行業標準高度，完善我國的“壓力管道基于失效模武的安全全過程完整性標準體系”.

　　對于標準體系的推廣模式，需要通過兩個“平臺”來進行推行：（1）利用以國家級檢驗機構為主導、并得到國家特種設備安全監管機構支持的“全國壓力管道檢驗平臺”,在實踐中形成一套行之有效的壓力管道檢測評價技術方法與操作流程。（2）利用“學會與標委會”平臺，具體擬通過“中國腐蝕與防護學會承壓設備分會”、“全國鍋爐壓力容器標準化委員會”兩組織進行推廣，形成具有滿足中國國情的壓力管道全過程完整性標準體系，并根據實踐情況修訂更新。

結束語

　　開展基礎性、關鍵性技術研究，解決我國目前壓力管道檢測技術不完整、主要檢測設備從國外進口的被動局面，提出應開展基于地理信息（GIS）系統壓力管道安全完整性全過程監控（診斷）技術體系、基于失效模式的檢驗檢測技術體系、油氣管道輸送站場基于RBI/RCM/SIL完整性評價技術體系研究。在技術研究成果的基礎上，利用“全國壓力管道檢驗平臺”和“中國腐蝕與防護學會承壓設備分會”、“全國鍋爐壓力容器標準化委員會”兩個技術協會等從多角度推廣壓力管道全過程完整性標準體系。
 

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