管道内检测数据对比对完整性评价的影响

管道内检测数据对比对管道腐蚀完整性评价的影响

河南邦信防腐材料有限公司

2017年3月整理

摘要：两次或多次管道内检测数据对比，能够充分挖掘管道内检测数据中的有用信息，提高管道内检测数据的使用率，是管道完整性评价的重要补充。结合实际工程应用，介绍了两次内检测数据的匹配方法，数据对比方法及差异，以及如何利用数据对比结果发现并解决完整性评价中存在的问题。结果表明：通过两次或多次内检测数据的对比，可分析各类缺陷产生的原因，明确管道存在的活性腐蚀，科学计算腐蚀生长速率，最大限度地降低管道完整性评价中的不确定性。

关键词：管道内检测；数据对比；完整性评价；腐蚀速率

管道内检测数据是完整性评价的数据基础，定期实施管道内检测，能够识别管道存在的所有缺陷及特征，但由于管道检测技术的局限性，只进行一次内检测无法完全判断缺陷存在的类型，尤其是存在生长的活性腐蚀。同时，由于实际埋地管道所处腐蚀环境复杂，影响因素多，只通过一次内检测难以准确获得腐蚀发展的动力学规律，无法科学计算腐蚀生长速率。缺陷类型的不确定性及保守的剩余寿命预测结果会造成管道完整性管理中不必要的开挖维修，给管道的运营与管理带来巨大的压力。实际工程应用发现，依据两次或多次管道内检测数据的对比结果，能够分析管道缺陷如内部缺陷、外部缺陷、补口缺陷、焊缝异常等的生长情况及其对管道危害的严重程度，合理地计算腐蚀生长速率，降低剩余寿命预测的保守性，排除剩余寿命预测的不确定性。两次或多次内检测数据的对比结果是分析管道缺陷存在原因及制定缺陷维修计划的重要依据，对管道完整性评价具有科学的指导意义。

1数据匹配方法

两次内检测数据匹配的关键要素是对比环焊缝的变化规律，根据两组检测数据中管节长度的差值判断数据是否匹配，若管节长度的差值接近于0，表明数据匹配成功。两次检测数据中管节长度的数据匹配时，亦可选择明显的管道特征，如阀室、弯头、三通、短管节、环焊缝与制造焊缝的交点等，辅助判断检测数据匹配的准确性。对于未进行过改线或换管的管道，两次检测数据正确匹配后，两组检测数据的环焊缝应该是一一对应的，其属性信息（管节长度、焊缝交点位置等）基本一致。但如果任意一次检测数据存在问题，如里程打滑、数据丢失等，都将导致两次检测的部分数据无法正确匹配。在两次检测数据匹配成功后，可以得到检测数据的数据集对比结果，并可以通过对比软件或匹配后的对应里程进行两次检测信号的对比。

2数据集对比与信号对比的差异

两次或多次内检测数据的对比方法包括两次检测数据集的对比和两次检测数据信号的对比，由于对比方式的不同，两种对比结果存在一定差异。

以某管道2002年和2011年两次检测数据对比为例，由数据集对比发现，缺陷“ML1”在两次检测时间间隔内缺陷深度增长了11％（壁厚百分比），由内检测数据信号对比结果可知，在两次检测时间间隔内，缺陷“ML1”没有明显的增长；缺陷“ML2”由于2002年缺陷深度未达到10％的报告阈值而未进行量化，无法直接计算出两次检测间隔内缺陷深度的增长情况，但根据内检测数据显示的信号对比可以发现，在两次检测时间间隔内，管道腐蚀缺陷存在明显的增长。

由于两次检测数据使用的检测设备不同，缺陷添加规则、报告阈值和量化方法不同，导致两次检测数据的数据集对比存在偏差，而通过检测数据信号的对比能够更清晰地了解缺陷的增长情况。实际工程应用发现：两次检测数据集对比相对容易，但需要消除设备性能及量化模型等带来的误差；两次检测数据信号对比相对复杂，需要有经验的数据分析工程师进行分析确认，且对于缺陷数量较多的工程，无法对缺陷信号进行一一对比分析。

3应用案例

完整性评价是对管道内检测获得的各类缺陷进行统计、分析、解释、评价的过程。通过由浅入深地统计分析，评判各类缺陷产生的原因及管道可能存在的问题；通过剩余强度计算及剩余寿命预测，评价缺陷对目前及今后管道完整性的影响；依据法律法规、管道安全运营要求及评价结果确定合适的再检测周期，制定合理的维护维修计划。管道内检测及其评价技术已成为管道完整性管理不可或缺的重要环节。合理应用管道内检测数据对比结果，能够科学地发现和解决管道完整性评价中存在的问题。实际工程应用中，需要结合所评价工程的特点，如缺陷数量、分布特征、综合信息及可能存在的问题等确定数据对比的方法、内容和工作量，做到具体工程具体分析。以国内的某条复检管道为例，该管道长度约为221 km，首次检测时间为2006年，第二次检测时间为2011年，检测时间间隔4.8年，首次检测缺陷深度的报告阈值≥10％（壁厚百分比），检测发现金属损失871处，第二次检测发现深度≥10％（壁厚百分比）的金属损失1211处。工程评价中应用了两次检测数据信号的对比结果。

3.1发现问题

（1）对统计分析发现的存在多处缺陷且缺陷深度相对较深的补口进行两次检测数据信号对比。结果显示：一部分补口存在增长的外部腐蚀，根据缺陷的位置及增长情况可判断该管道的5处补口可能破损，已严重影响管道的安全运营。

（2）管道存在85处重度环焊缝异常，通过两次检测数据信号对比发现，在两次检测间隔内，焊缝异常均无明显增长，可判断这些环焊缝异常产生于施工制造阶段，业主可对其进行调查或选择性开挖，评价其对管道安全的影响。

（3）通过两次检测数据信号对比发现，检测发现的12处凹陷中，2处为新发现的凹陷，1处位于管道支撑上，不排除管道沉降的可能性；另外1处位于管道顶部，可能是第三方施工造成的，业主可对新发现的2处凹陷给予关注并对其产生的原因进行调查，消减凹陷对管道的潜在隐患。

（4）管道中存在几处金属损失聚集区域，通过两次检测数据信号对比发现，3处聚集区中缺陷存在明显增长，业主可采取适当的腐蚀控制措施，消除对管道安全的影响。

3.2解决问题

3.2.1腐蚀速率计算

依据缺陷深度降序排列对缺陷进行数据信号对比，分析管道内、外部腐蚀的生长状况。对比发现：内部金属损失基本未发生生长；部分外部金属损失存在生长，在壁厚8.7mm 的管段上，1处增长最快的外部金属损失在两次检测时间间隔内深度增长了23％，增长速率为0.42mm/a。

3.2.2 评价结果确认

工程评价中，通常采用保守的原则，同一属性的管段，选取缺陷中生长速率最快的进行剩余寿命预测。该管道的剩余寿命预测结果为在5年的再检测周期内有115处缺陷需计划维修。考虑管道剩余寿命预测的保守性，消除评价结果中的不确定因素，对需计划维修的缺陷进行两次检测数据信号对比，结果发现：其中78处内部金属损失在两次检测时间间隔内未发生增长，因此在计划维修中可不考虑这部分缺陷的维修，5年内计划维修缺陷剩余37处。

对未列入维修计划但深度相对较深的35处深度大于20％（壁厚百分比）的缺陷进行了两次检测数据对比，其中5处外部金属损失存在增长，需要给予关注并考虑在检测周期内进行维修。

4结论

两次或多次内检测数据对比在工程评价中意义重大，提高了内检测数据的利用率。利用两次或多次检测数据的对比结果，对管道进行综合的完整性评价，全面有效地分析缺陷产生的原因、生长情况，发现管道存在的问题，