油气管道完整性评价

油气管道完整性评价

前言

目前我国油气管道大都进入“老龄期”，各种事故呈上升趋势。由于管子本身的老化、腐蚀及各种人为因素的破坏，管道事故频繁发生，严重影响了管道的正常运行和周围的自然环境。近几年，美国、俄罗斯、加拿大、英国、阿根廷、委内瑞拉等欧美国家发生过多起油气管道爆裂、泄漏事故，损失惨重，给社会造成极大影响。因此现役老管道存在着许多未知问题和不安全隐患，需要对整个管道系统进行完整性评价，以通过评价来了解管道现状，找到缺陷所在，提出提高系统可靠性的途径和维护措施。对老管道进行剩余寿命的评估与预测，能够保证管道在现有条件或升级情况下安全、平稳、经济地运行。

目录

第一章概述

1.1管道完整性管理及其相关概念 1.2管道完整性评价技术的研究现状 1.3管道完整性评价技术的内容和目的

第二章管道适用性评价技术 2.1 管道剩余强度评价方法

2.2 管道剩余寿命预测方法

第三章管道风险评估技术 3.1 管道失效概率计算模型

3.2 管道失效后果计算模型

3.3 风险计算

第四章管道完整性评价经济效益分析 4.1 管道完整性管理模式及其经济效益评价方法

4.2 评价方法的应用

参考文献

第一章概述

1.1管道完整性管理及其相关概念

管道完整性是指管道始终处于安全可靠的服役状态。管道完整性管理是指对有影响管道完整性的因素进行综合的一体化的管理。管道完整性管理是国外油气管道工业中一个迅速发展的重要领域。

1.1.1管道完整性PI(Pipeline Integrity) 是指管道始终处于安全可靠的服

役状态。包括以下内涵:管道在物理上和功能上是完整的;管道处于受控状态;管道运行商已经并仍将不断采取行动防止管道事故的发生。管道完整性与管道的设计、施工、运行、维护、检修和管理的各个过程密切相关。

1.1.2 管道完整性管理PIM(PipelineIntegrity Management) 是指对所有影响管道完整性的因素进行综合的、一体化的管理。大体上包括以下内容:拟定工作计划、工作流程和工作程序文件;进行风险分析，了解事故发生的可能性和将导致的后果,制定预防和应急措施;定期进行管道完整性检测和评价,了解管道可能发生事故的原因和部位;采取修复或减轻失效威胁的措施;培训人员,不断提高人员素质。

管道完整性管理是一个与时俱进的连续的过程。这是因为管道的失效模式是一种时间依赖的模式。腐蚀、老化、疲劳、自然灾害、机械损伤等能够引起管道失效,随着岁月的流逝在不断地侵害着管道。因此,必须持续不断地对管道进行风险分析、检测、完整性评价、维修、人员培训等完整性管理工作。

1.1.3 管道完整性评价PIA(PipelineIntegrity Assessment) 是指对可能使管道失效的主要威胁因素进行检测,据此对管道的适应性进行

[3]评估的过程。

4，当前全世界在用管道总量约有25010km,其中旧管道数量惊人。如何评价这

些旧管道的状况,保证安全、经济地运行,是管道完整性评价要解决的主要问题。

数据采集与分析

不满足准则

风险分析与评估无需采取措施评价准则

满足准则

制定计划

确定管道完整性进行检测和完整性评价

评价间隔期

检修或采取其它措施考虑其它风险

获取完整的新资料

图1.1 ASME B31.8S标准中规定的管道完整性管理流程框图

1.2 管道完整性评价技术的研究现状

1.2.1国外研究现状

20世纪80年代前后，发达国家在二次世界大战之后兴建的大量油气输送管道开始逐步进入事故多发阶段，同时经济发展对能源需求的增长又需要建设新的管道，继续合理利用存在问题和带有缺陷的管

道，避免和减少管道破坏给公众和环境带来的危害，改善管道与环境的兼容性，成为政府和管道公司关注的问题。为此，各相关部门进行了大量的基础研究和应用技术研究，伴随着基础科学、材料科学、信息技术、计算机技术、监控技术、检测技术等科学技术的发展，在保证管道安全与经济的原则下，研究成果的作用和价值、实际效果已为

[1]政府、管道公司和社会所认可。

国外油气管道完整性评价技术是近几年发展起来的一项新技术，倍受管道运营公司的重视，研究进展较快。但是，在查阅有关管道技术文献资料和调查一些国际管道公司的具体做法时发现，目前国外评价管道完整性的方法基本上都是从不同角

度、采用不同方法对造成管道完整性下降的某些因素如机械损伤、腐蚀、应力开裂等进行评价，没有形成一套全面、系统、科学的管道完整性评价技术和方法。

1.2.2 国内研究现状

目前，国内油气管道完整性评价技术刚刚起步，许多研究领域尚属空白。对于现役老管道的评价主要采用无损检测技术(NDT)，在定量测量的基础上结合定性分析，确定各种缺陷的形状、尺寸及位置，并在此基础上进行管道的剩余寿命预测(即管道安全性评价)。但这种基于检测的管道安全评价技术缺乏对整个管道系统、各组成单元及设备的可靠性分析，没有给出如何提高管道系统或单元可靠性、降低各单体设备维修成本的具体措施。最近几年还兴起了油气管道的风险评估技术，它是利用管道运行的现场及历史统计资料，采取专家系统分解评分的方法，确定整个管道系统或某段管道的相对风险系数，风险

系数越大，风险越小。管道的风险分析可以对管道风险做出评估，找到为减少风险需要投入资金和改进运行管理的方向，把管道的风险限定在一个可以接受的水平上。但风险分析对实际运行管道的各种缺陷无法做出定量的描述，评分的人为主观性较大，存在一定的计算误差，实际应用有一定的局限性。因此，应该将管道的可靠性分析、检测评价和风险分析几项技术有机地结合起来，形成一整套管道完整性评价技术与方法，为管道的运行管理、检测、维修和更换提供全面、可行

[2]的科学依据和措施，提高现役管道运行的安全性和经济性。

1.3管道完整性评价技术的内容和目的

对管道工业而言，管道的完整性评价技术无论是现在还是将来都具有十分重要的工程意义，它是保证现役管道安全可靠运行必不可少和亟待开展的一项工作，其中现役管道运行可靠性分析、管道检测与评价和管道风险分析(要修改的是三个主要的领域，在许多方面国内是刚刚起步，有些方面甚至是空白。但目前国外的研究进展很快，正朝着工程化、智能化、概率化和模糊化方向发展，有许多成熟的、精