腐蚀管道剩余强度评价方法的对比研

综述了ASME B31G-1984、ASME B31G-1991、DNV RP-F101以及PCORRC等4种腐蚀管道剩余强度的评价方法，从安全准则、适用缺陷类型、适用管材强度等级等几个方面进行了分析、比较。基于全尺寸爆破试验结果验证，指出修改后的ASME B31G的保守性有所降低，但仍然存在较大的安全裕量。PCORRC和DNV采用了基于爆破强度的安全准则，因此更适应中、高强度等级管道的缺陷评定。计算并分析了流变应力的选取、腐蚀面积的简化计算、Folias鼓胀因子等因素对腐蚀管道剩余强度评价结果的影响程度。旨在便于评定人员选取合适的评价方法，进而提升管道安全运营管理水平。     

基于管道爆破试验对ASME B31G标准中相关参数的修正

ASME B3lG标准是针对含体积缺陷压力管道进行剩余强度评价的标准.运用此标准对陕西靖边地区天然气集输站在役管道进行了剩余强度的计算,针对B31G标准计算的剩余强度相对水压爆破试验结果过于保守的问题,考虑到B3lG标准的适用范围,从Mises等效应力和流变应力两个方面对B31G标准计算方法进行了修正.结果表明,修正后的评价结果更接近试验结果.降低了原标准的保守性,同时又能保证一定的安全裕度.     

新版ASME B31G-2009管道剩余强度评价标准先进性分析

近年来我国油气管道腐蚀现象日趋严重,对腐蚀管道进行剩余强度评价可以有效地避免和预防管道泄漏事故的发生。1984年美国机械工程师协会颁布的ASME B31G-1984标准是研究腐蚀管道剩余强度评价方面使用最广泛、最基本的评价标准之一,之后又推出了ASME B31G-1991修改版及改进的RSTRENG方法。为此,重点介绍了最新版ASME B31G-2009标准的分级评价方法以及较之前两版ASME B31G的先进性。根据收集到的67组管道全尺寸爆破试验数据,分别利用新旧ASME B31G标准和RSTRENG方法计算得出预测失效压力,并与实际爆破压力进行了比较。通过实例验证和对比分析可知：新版ASME B31G-2009采用4个等级进行腐蚀管道的剩余强度评价,更便于评价人员根据现场操作难易程度、资料详细程度以及评价精度等要求选择不同的评价等级进行操作;其保守性明显降低,预测结果更加接近真实值,具有较强的实用性;但与RSTRENG相比,它仍存在一定的保守性。另外,新版ASME B31G-2009仍不适于评价大口径、高强度的管道,在评价范围方面有待进一步提高。     

B31.G腐蚀管道剩余强度评价比较分析

油气长输管道的腐蚀剩余强度评价一直是管道完整性管理的重要内容,国外在腐蚀管道的剩余强度评价方面已取得很大成就。详细说明了ASME B31.G管道腐蚀剩余强度评价方法及其各种改进方法,对其优缺点和保守性进行了分析,通过选取不同的腐蚀面积计算公式、膨胀系数计算公式,不同的流变应力进行计算,结果表明,膨胀系数M的选择对失效压力的影响很小;腐蚀面积计算方法的选择对失效压力的影响很大;不同的流动应力定义会得到不同的评价结果,相对于不同的膨胀系数M和不同的面积计算方法而言,不同的流动应力选择对评价结果的影响更大。     

复杂山地高含硫集输管道剩余强度评价技术研究

目前,腐蚀管道剩余强度评价标准和评价体系方法日趋成熟,但并不是每个剩余强度公式均适用于所有类型地面集输管道的安全评估,合理选择剩余强度公式至关重要。为此,选取10个腐蚀管道剩余强度评价模型,结合国内某高含硫气田腐蚀管段的智能检测、开挖及测试数据,对这10种评价模型进行系统计算研究,结果表明:强度理论法的计算结果能有效说明腐蚀深度对集输管道最大安全工作压力的影响,且应用范围广,计算结果安全系数最高;其次为SY/T 6477—2014,再次是API 579和PCORRC方法;修正ASME B31G、ASMEB31G—2009准则和RSTRENG方法计算结果基本相同。该研究结果为复杂山地高含硫集输管道合理选择剩余强度公式提供了理论依据。     

含体积型缺陷油气管道剩余强度评价标准对比分析研究

从适用范围、限制条件、基本评价准则、关键参数取值、公开试验数据等方面对比分析了国内常用6项油气管道体积型缺陷剩余强度评价标准。结果发现:在原理上,ASME B31G-2012、API 579-1-2007、SY/T 6477-2014、SY/T 6151-2009均采用了失效应力评价方法;GB/T 19624-2004也基于极限载荷评价,但没有使用鼓胀因子;BS 7910-2013以失效评估图横坐标是否达到临界值作为评判准则。在适用范围上,6项标准均可进行钢管、焊缝缺陷的评价。标准通用限制条件为:管道材料是韧性的,不存在疲劳环境,服役温度满足设计要求,不存在应力集中,非尖锐缺陷。对于焊缝气孔、夹渣、咬边缺陷基于尺寸的直接评价,可依据BS7910-2013或GB/T 19624-2004进行。对于典型体积型缺陷的剩余强度评价,建议的选择次序为:国外标准ASME B31G-2012、API 579-1-2007、BS7910-2013,国内标准:SY/T 6151-2009、SY/T 6477-2014、GB/T 19624-2004。     

含轴向缺陷管道的爆破压力计算方法研究

对含轴向缺陷管道的爆破压力做了研究,将几种国际上流行的计算管道爆破压力公式中的流变应力以及鼓胀系数进行重新组合,并将计算结果与试验数据进行比较,得出流变应力是影响爆破压力的主要因素,并且得出在相同的鼓胀系数下,采用BS7910中的流变应力计算结果更接近试验数值。在用NG-18方程评价或计算管道的爆破压力时,采用修正后的ASME B31G准则中的鼓胀系数和BS7910中的流变应力是一种比较理想的结合。     

相邻腐蚀缺陷管道剩余强度评价方法适应性研究

由于现行的腐蚀管道剩余强度评价方法均以单一腐蚀缺陷为研究对象,对相邻腐蚀之间的作用机理以及评价准则不明确,导致评价结果保守,造成管道过早更换或维修。针对这一问题,对改进的ASME B31G Modified、 ASME B31G—2009、 RSTRENG、 DNV-RP-F101和PCORRC准则等相邻腐蚀缺陷的评价方法进行了总结和梳理,通过对比水压爆破试验数据进行验证,可知将DNV-RP-F101的评价流程与PCORRC公式相结合可使评价结果更加准确,平均相对误差为4.54%;而RSTRENG有效面积法和ASME B31G Mo dified这两种评价准则没有考虑相邻腐蚀缺陷轴向和环向未腐蚀区域对剩余强度的贡献和影响,对相邻腐蚀缺陷的评价适应性不强。研究结果可为相邻腐蚀管道剩余强度的计算提供理论依据。     

管道沟槽缺陷破裂强度评估方法研究

管道在安装施工及运行中不可避免地会出现机械损伤,机械损伤破裂是管道的主要失效形式之一,沟槽缺陷是管道机械损伤的主要形式。国际上普遍采用NG-18公式评估管道沟槽缺陷。将各种形式的NG-18公式计算结果与试验结果进行比较,得出流变应力是影响NG-18公式预测失效应力的主要因素。采用修正后的ASME B31G标准中的Folias因子与取均值的流动应力的组合最接近实际情况,是一种比较理想的评估方法。     

基于超声波检测的管道内缺陷剩余强度研究

利用超声波检测装置对管道内壁的标准缺陷进行检测,将检测结果与标准缺陷的尺寸数据进行对比分析。建立管道内缺陷的三维模型,采用有限元软件ANSYS对其失效压力和等效应力进行研究,分析不同尺寸的缺陷对管道失效压力的影响;同时利用ASME B31G评价准则对缺陷数据进行分析,获得腐蚀缺陷的失效压力和剩余强度。结果表明:超声波检测技术在管道内腐蚀缺陷检测具有可行性与可靠性;当缺陷深度为壁厚的65%以上时,随着缺陷长度的增加,非线性随机有限元预测结果与ASME B31G分析结果比较接近;当缺陷深度约为壁厚的35%时,随着缺陷长度的增加,两者结果相差较大。     

含腐蚀缺陷海底管道安全评价方法比较

海底管道在服役运行过程中,由于输送介质中含有的腐蚀性物质以及周围海水、海泥等环境介质的作用,很可能会发生管内和管外腐蚀,海管壁厚会均匀减薄或形成腐蚀坑、洞等局部腐蚀缺陷。海管强度会因腐蚀缺陷而降低,操作不当时还会引发海管破损和泄漏。安全评价又称适用性评价,是对含缺陷结构是否适合于继续服役使用而进行的定量工程评价。研究比较了海底管道腐蚀缺陷安全评价常用标准和方法的特点、异同及适用条件,并以某海底管道内表面局部腐蚀缺陷为案例,给出了依据ASME B31G-2012《Manual for Determining the Remaining Strength of Corroded Pipelines》和API 579-2016《Fitness-for-Service》进行腐蚀缺陷安全评价的详细步骤和方法。     

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在役压力管道安全可靠运行是目前世界各国油气储运业界普遍关注和迫切需要解决的重大课题,而在役压力管道腐蚀剩余强度评价则是为保障在役压力管道安全可靠运行的基础工作,其评价结论直接为管线运行的操作工艺,运行参数提供理论依据,同时指导管道安全生产管理,文章简述国内外在役压力管道腐蚀剩余强度评价工作进展情况,然后着重介绍西南油气田分公司长输管道检测中心对龙苍线,佛两线,克乌线及濮临线等多条油气输送管道进行剩余强度综合评价的方法和经验,包括不同形貌即平面性,体积性缺陷定量及剩余强度评价方法。     

海底腐蚀管道剩余强度评估方法对比

为了准确评估海底腐蚀油气管道的剩余强度,对目前常用的5种海底管道腐蚀强度评估方法,即ASME-B31G 标准、管道腐蚀准则方法（PCORRC）、DNV-RP-F101标准、API 579准则和有限元分析方法的评估原理、适用范围以及相互之间的异同点进行了对比,从而优选出更合理准确的剩余强度评估方法。分析结果表明,有限元分析方法不但考虑到了管道内缺陷之间的相互作用对评估结果的影响,还考虑到了缺陷形状和尺寸对评估结果的影响以及管道外界载荷的影响,且评估过程不需要近似公式,评估环境与实际环境类似,所以评估结果的准确性较高,未来应加强有限元分析方法的使用。     

在役天然气管道缺陷安全评定及有限元分析

综述了断裂力学的发展及国内外含缺陷压力容器的评定方法。根据中国石油西南油气田公司输气管理处天然气管道的实际运营情况,基于“合于使用”的原则,选定GB/T 19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》作为判据对天然气管道缺陷进行安全评定,并分别采用COD法及ANSYS模拟分析对北内环支线某处缺陷进行安全评定,并对特殊地理位置下的管道进行了有限元分析。     

钢制环氧套筒修复油气长输管道缺陷相关标准对比分析

钢制环氧套筒因其具有施工难度低、适用范围广的特点,在国内油气长输管道缺陷修复补强中被广泛应用。国内多项涉及管道缺陷修复补强的标准均对缺陷类型和相应的修复补强方法做出规定,但对采用钢制环氧套筒修复管道缺陷的规定不一致。对国内常用的5项油气管道完整性管理及修复标准进行对比,分析了各项标准中关于钢制环氧套筒修复管道缺陷的方法,并针对不同缺陷类型给出了修复建议,为现场管道缺陷修复工作提供参考。     

基于应力设计的管道环焊缝缺陷评估

为了更为准确地评估基于应力设计管道环焊缝的缺陷尺寸,利用C#语言开发了管线钢管环焊缝宽板拉伸试验预制预测评估系统,基于国际上通用的焊缝缺陷评定规范API 1104,采用水平一(图表法)和水平二(失效评定图法)分别在不同的输入参量下对X80管线钢管进行了安全评定。结果表明,水平一(图表法)的评估结果更为保守,会低估管道的安全裕度;水平二(失效评定图法)的评估结果具有更好的工程实用性。