缺陷评价标准

ASME B31G-2009

1适用范围:

1) 位于地上、地下、近海管线的金属损失。

2) 内、外腐蚀引起的金属损失。

3) 通过打磨可以完全修复的机械损伤、裂纹、电弧烧伤、制造缺陷等管道表面缺陷。

4) 弯管

5) 金属损失受相邻的纵向、螺旋型或环向焊缝（这些焊缝不存在质量问题且具有韧性）的影响。

6) 除了当金属损失深度大于管道壁厚的80%，可以对任意深度的金属损失进行测量其精确尺寸和腐蚀速率。

7) 符合结构适用性准则的新管道。

8) 有韧性断裂萌生特性的管材的金属损失。

9) 管道的操作温度高于所规定的温度的金属损失，假设材料在此温度下的强度已知。

10) 管道在可接受的环向应力水平内运行的金属损失。

11) 内压为初始载荷的管道的金属损失。

不适用于：

1) 通过打磨仍不能恢复其光滑外形的裂纹型缺陷和表面机械损伤型缺陷。

2) 当管壁上由凹陷或褶曲导致的径向变形大于管道外壁的6%（除非依照三级评价参数与2.3保持一致）。

3) 槽型腐蚀、选择性腐蚀或优先腐蚀对管道接缝和环形焊缝的影响。

4) 除了弯头弯管其他配件的金属损失

。 5) 影响材料萌生脆性断裂的金属损失。

6) 管道运行的温度超出了标准允许操作温度范围，或工作温度在蠕变范围。

格外考虑：在一些特殊情况下，用户也要做格外的考虑，如下：

1) 管道由于内压不足（如低于25%SMYS）在低环向应力条件下运行，易发生腐蚀从而导致穿孔，该标准里的方法不能解决此类穿孔失效问题。

2) 受均匀腐蚀的管壁（如因腐蚀而导致整个管道表面减薄）可以在一个较高的环向应力（高于原始管壁的额定环向应力）下有效运行。评价均匀腐蚀区内存在的深凹陷对管道的影响时，应该考虑到均匀腐蚀造成的管壁减薄对管道的影响。

3) 对于普通的埋地管道，由内压引起的环向应力最大，它将会控制管道的失效形式。在非固定管道上，大面积圆周范围的金属损失受拉伸作用产生高的纵向应力，该应力可以从纵向和环向改变失效形式。该标准里所提供的方法不能够处理由很高的纵向拉伸应力而产生的环向失效。基于这些情况，用户应该参考更广泛的合乎使用的指导文件，如：API 579-1/ASME FFS-1–2007, Fitness-for-Service。

4) 受高纵向压应力的大面积圆周范围内的金属损失，容易受到起皱和膨胀的影响。内压引起的环向应力与纵向压应力的相互作用可以降低金属损失处的失效压力。该标准所提供的方法不能用于处理起皱、鼓胀和环向应力与轴向压应力的相互作用情况。基于这种情况，建议用户参考更广泛的适于服役的指导文件，如：API 579-1/ASME FFS-1。

2.参数

A-----局部金属损失的轴向投影面积

AC-----夏比实验试样的横断面面积

A0-----原始面积

CV-----夏比实验

V形缺口的冲击吸收能量

D-----管道外径

d-----金属损失的最大深度

E-----钢的弹性模量

L-----金属损失的长度

Le-----有效长度=L(π4 )

M-----鼓胀系数

MAOP-----最大允许操作压力

MOP-----最大操作压力

PF-----预测失效压力=SFD/2t

PO-----操作压力，可能等于MAOP或MOP

PS-----安全操作压力= PF/SF

SF-----预测失效应力等级

Sflow-----流变应力

SO-----操作压力下的环向应力= POD/2t

SUT-----特定温度下的极限拉伸强度,可能等于SMTS

SYT-----特定温度下屈服强度，可能等于SMYS

SF-----安全系数

SMTS-----最小拉伸强度

SMYS-----最小屈服强度

t-----管道壁厚

z=L2/Dt

zc-----Le2/Dt

3.评价等级简介

根据用户所提供的数据的数量和质量，可在以下四个等级中选择进行评价：

零级评价：

根据缺陷的长度、深度等参数进行评价（见附录），不需要进行详细计算。

一级评价：

根据测量金属损失的轴向拉伸和最大深度，进行简单计算。一级评价需要该领域的工程师、腐蚀技术人员、涂层检验员或其他受过相关培训的人员进行操作。一级评价也适用于评价

由联机内检测（inline inspection）所识别出来的金属损失异常现象。

二级评价：

二级评价比一级评价更加详细，目的是更精确的评价失效压力。更精确的测量腐蚀表面的轮廓、考虑到金属损失的实际分布、利用计算机软件或电子数据表重复计算。二级评价也

需要由受过相关培训的工程师或技术员进行操作。二级评价适用于由高分辨率的联机内检

测识别出的金属损失异常现象。

三级评价：

三级评价依照用户自定义方法对具体缺陷进行详细评价。该方法充分考虑了载荷、边界条件、材料属性和失效准则。三级评价需要在适用性评价领域有经验的技术专家来操作。

4.材料属性和其他数据

a) 给定的最小材料属性被用在0~2级评价上，如果认为从工厂的实验报告或实验室的实验中得到的实际材料属性可以保证使用，将会被用在三级评价。材料属性的统计可能会被用

于1~3级评价建立失效可能性上。

b) 流变应力：用于1~3级评价上，它由以下几种情况定义：①碳素钢的操作温度＜120℃时，Sflow=1.1*SMYS, 且Sflow≤SMTS 。②碳素钢和低合金钢的最小屈服应力不超过

483MPa且操作温度低于120℃时，Sflow= SMYS+69MPa，且Sflow≤SMTS。③碳素钢和低

合金钢的最小屈服应力不超过551MPa，Sflow=（SYT+SUT）/2

c) 这个文件没有明确规定将用哪个公式定义流变应力，Sflow=1.1*SMYS在以前的B31G里

曾使用，这个仍然在零级评价中作为一个固定的元素应用，一级评价建议采用2.2（a）。

d) 仅零级评价用公称壁厚定义为无腐蚀壁厚。而1~3级评价估都用实际的壁厚作为无腐

蚀管道壁厚定义。同时对内压引起的环向压力做适当调整。

e) 当温度不低于55℃（夏比冲击实验V型缺口有85%的剪切发生时的温度）时，认为管

体材料有足够的韧性使裂纹萌生的特性。

f) 采用电阻焊接连接管子会受到各种情况的影响：规范热处理、单和双埋弧焊连接、使

用屏蔽金属电弧焊接的环向焊缝、气体金属弧、熔剂芯焊丝电弧焊和埋弧过程（人工的还是机械化的，或是两者结合的）。这些因素也会产生足够的韧性断裂萌生的特性。

g) 一些操作条件诸如：低温、长期裸露于酸性环境或高温下，对材料的延展性和断裂韧性有不良影响。

5.安全系数和认可意义

当计算出的失效应力等于或大于在操作压力下的环向应力乘以一个合适的安全系数时，缺

陷被认为是可以接受的。没有一个单一的安全系数可以适合所有的管线施工、管线运行模

式和缺陷类型。该文件推荐最小安全系数等于最小水压试验压力与最大允许操作压力或

最大操作压力的比值，但通常都不低于1.25。在某些情况下,安全系数较大，如：在对群众或环境有更高风险的地方;而有些情况下安全系数较小，如：在有限的一段时间或使用附加的程序来适当限制操作模式，或在偏远的地方操作，这些都可以减少失效后果。在确定特

定管段安全系数时，管段操作者需要考虑腐蚀深度、长度测量的精确度，腐蚀增长速率、

管段的特性、水压试验、控制压力方法的可靠性以及影响风险的外部因素。当用内检测

评价管道缺陷时使用较高的安全系数，这样保证留下较小的缺陷，延长下一次内检测周期。