保温层下管道腐蚀监测系统及应用研究

为预防保温层下管道腐蚀带来的严重问题,必须采取有效措施进行腐蚀在线监测,以了解管道的剩余壁厚情况。在分析现有的腐蚀监测技术不足的前提下,基于γ射线数字扫描检测技术（GSDT）,研发了1套保温层下管道腐蚀在线监测系统,该系统可以实现对保温层下腐蚀管道剩余壁厚在线监测,并通过带保温层管道的检测试验和t-分布分析方法检验腐蚀监测系统的检测精度,最后以某化工企业为例,验证了该系统的有效性。结果表明:腐蚀监测系统可以实现对保温层管道剩余壁厚的监测,保温层和高密度介质不影响管壁厚度的测量结果,且使用所研发的腐蚀监测系统监测到的管道腐蚀速率与现场实际腐蚀速率基本一致。     

在用液氨管道保冷层下局部腐蚀现象研究

研究了液氨管道服役之后保冷层下外表面均匀腐蚀和局部腐蚀状态,结合对管道基体材质及腐蚀产物的研究,从蚀孔的成因、形成机理、易发区域以及蚀孔的发展四个方面分析了管道局部腐蚀的成因和影响因素,提出使用中造成较大风险的是局部腐蚀,严重的局部腐蚀会导致管道的突发性破坏,而这种破坏往往难以预测。最后从局部腐蚀的内在和外在因素出发提出了在用液氨管道局部腐蚀控制建议。     

腐蚀管道寿命可靠性的步降应力加速试验研究

为保障油气管道安全运营,需研究腐蚀管道寿命的可靠性。首先基于管道失效机理,采用步降应力加速寿命试验(SDSALT)方法,获得不同温度下腐蚀率样本;其次利用加速因子和逆幂律加速方程建立数据折算模型,将腐蚀率样本转换为应力作用失效时间并截尾抽样后作为输入,求得含未知参数的准样本;然后通过准样本估计Weibull分布的3个参数,进而得到以温度和时间为自变量的管道可靠性函数;最后以H_2S/CO_2环境中运营的N80管道为例,验证所建腐蚀管道寿命预测方法的可靠性。结果表明,该方法大幅缩短试验时间,对管道寿命预测准确,并分析出管道可靠性的降低速度随温度和时间的增加先增大后减小,可应用于管道的适用性评价。     

MsS导波技术在热力管道检验中的应用

在热力管道行业和其他行业中，腐蚀是管道系统所面临的一个主要问题。热力管道都有保温层，只有剥离保温层才能发现外部腐蚀情况，所以其剥离费用相当昂贵，尤其对于直埋热力管道，只有进行大规模的开挖切割外套管才能进行检测。对于管壁的超声波检测为这个问题提供了非常好的解决方法，该系统在某处安装后可以沿管道传播很远，反射的回波显示了管道的腐蚀或其它特征。目前MsS技术在实践的洗礼中不新的更新与完善，作为一种全新的、成熟的检测技术，已经被应用在多种工业领域中，用于快速和低成本的检测和监测大型构件，本文讨论了它在热力管道检验中的操作方法和经验。     

基于RBI的苯乙烯/环氧丙烷装置压力管道在线检验研究

对苯乙烯／环氧丙烷装置进行腐蚀回路划分,并将腐蚀回路中的压力管道按照管径、材质及用途等因素划分为不同的组别后进行RBI分析。根据风险评估结果,结合压力管道的使用情况、失效机理及剩余使用寿命等确定下一个检验周期和检验策略。以腐蚀回路中的组别作为检验单元,根据其失效可能性及风险等级确定各检验单元的检验比例和检验方法进行在线检验。结果表明：基于RBI分析结果的压力管道在线抽检方法可以验证风险评估的结果,同时还可以满足使用单位对管道的风险控制要求。     

压力管道腐蚀及防护分析

对压力管道的腐蚀机理进行了具体分析,并提出了相应的腐蚀防护措施。     

有保温层的锅炉分汽包应加强防腐管理

锅炉的分汽包多带有保温层,因此它的腐蚀情况很难观察到,我们在检验中曾多次发现有保温层的分汽包严重腐蚀危及安全的事例,现将其中一例介绍如下。 徐州市某印刷厂的一台锅炉的分汽包是1986年上海某压力容器厂制造的,资料齐全,设计压力1.4MPa,使用压力0.4MPa,用圆钢将其固定在支架上(如附图)。此次检验是使用6年来的首次检验,当拆除保温层后,发现该分汽包右下部与支架接触部位附近严重腐蚀,腐蚀面积达200mm×200mm,腐蚀深度5～7mm,最薄处炉壁厚仅剩1mm,用检验锤轻敲即可穿透,在场人员无不惊讶,幸亏是在较低压力下使用,若在设计压力下使用,后果很难设想。     

基于子集模拟的埋地管道失效概率评估

对失效概率的评估是管道系统风险评价的核心内容,针对目前对埋地管道失效概率问题研究的不足,采用子集模拟方法（SS）建立埋地管道失效概率的定量评估模型以及参数敏感度模型,并对随机变量进行敏感分析。研究结果表明:子集模拟能利用少量样本定量计算出管道失效概率,有效弥补了管道结构可靠性模型中的不足;在管道运行中期,工作压力、腐蚀速率、管道壁厚和屈服强度是对管道失效概率影响较大的4个因素,而腐蚀因素在管道运行后期成为对系统失效概率影响最大的因素。     

在役带保温层工业管道腐蚀检测技术的应用

本文介绍了工业管道的常见特点,简述了带保温层工业管道产生常见失效现象的原因,系统介绍了工业管道常见的几种无损检测方法的特征及局限性;提出了采用磁致伸缩低频导波结合电磁超声检测技术,对带保温层工业管道实施在线检测。通过低频导波对直管段部位进行快速全面扫查,电磁超声检测管道三通,弯头等典型管件壁厚,能够实现带保温层工业管道腐蚀缺陷的在线不停机检测。     

基于模拟的腐蚀管道可靠性分析

腐蚀失效是压力管道失效的主要模式之一。通常采用腐蚀管道剩余强度估算的方法 ,评价腐蚀管道的安全性。腐蚀管道的剩余寿命则采用可靠性理论计算得到。以各种局部腐蚀缺陷的评定方法来建立模拟模型 ,直接采用蒙特卡罗模拟可以计算得到不同时间下的管道的失效概率 ,同时根据目标可靠度来确定腐蚀管道的剩余寿命。含多个腐蚀缺陷的管道的失效概率需要考虑缺陷间的相关性。采用模拟方法可以计算失效概率的秩相关 ,避免采用独立假设来计算管道的失效概率     

丁二烯装置基于风险的检验技术应用

采用RBI技术对丁二烯装置进行风险评估,经分析装置存在的主要损伤机理有碱应力腐蚀开裂、有机酸腐蚀、冷却水腐蚀、冲刷腐蚀和丁二烯自聚等,装置的风险由失效后果主导,失效可能性较高的评估.单元集中在脱重冷凝系统和薄壁小直径管道。根据基于风险的检验策略对装置实施检验,检验过程中发现装置存在脱重冷凝系统设备应力腐蚀开裂、一萃塔系统换热器点蚀、接管角焊缝开裂和压力管道腐蚀減薄等主要问题,检验检测结果与风险评估过程中识别的损伤机理和薄弱环节保持一致。     

天然气管道局部等效应力及塑性变形评估

为了研究腐蚀及地面运动对埋地天然气管线安全性的协同影响,以X80管道为研 究对象,模拟腐蚀缺陷及土壤力作用于管道之上,利用有限元方法对有腐蚀缺陷与预应 变情况下的管道局部等效应力及塑性变形进行评估,结果表明腐蚀缺陷的深度对局部应 力和应力分布影响非常明显,在失效压力预测中起着决定性作用。随着腐蚀深度的增加 ,应力集中增强,导致内表面和外表面的等效应力大小进一步分化,腐蚀深度的增加对 管道内表面的等效应力的影响很大,但对有效塑性应变的影响却不大。模拟管道上施加 有纵向应变的土壤力,不论拉伸与压缩的情况下,都会降低管道的失效压力,在施加拉 伸预应变下的管道失效压力小于压缩预应变下的。塑性变形首先发生在外表面处,并扩 展到腐蚀缺陷相邻区域,管道内表面也具有一定的塑性变形,但强度低。     

基于DE-BPNN模型的含腐蚀缺陷管道失效压力预测*

为提升含腐蚀缺陷管道失效压力预测精度,准确把控管道状态,建立基于DE-BPNN的含腐蚀缺陷管道失效压力预测模型,有效避免BPNN模型陷入局部最优问题,提升预测精度。基于61组管道爆破实验数据,分别用DE-BPNN与BPNN模型进行仿真计算。结果表明:DE-BPNN预测结果平均相对误差为3.26%,R²为0.985 85,预测精度较BPNN模型有明显提升。应用DE-BPNN模型预测含腐蚀缺陷的管道失效压力可为长输管道运输调配和检维修提供决策支持。     

输气管道内腐蚀缺陷剩余强度评估方法适应性分析与应用

针对输气管道易受腐蚀导致失效影响生产等问题,设计了一套内腐蚀缺陷管道剩余强度评估方法。首先主要介绍了4种剩余强度评估方法,并结合实例解析对这4种方法进行了适应性分析,对比分析表明:DNV RP-F101方法最为可靠,并依托DNV RP-F101标准编制了计算内腐蚀缺陷剩余强度的程序,最后通过工程实例进行验证。结果表明,当管道腐蚀长度为腐蚀缺陷深度10倍时,管道腐蚀缺陷程度达到40%为许用压力值变化拐点,缺陷程度增大,许用压力加快减小,应将管道腐蚀程度控制在40%以内,甚至更低;当管道腐蚀长度为腐蚀缺陷深度100倍时,管道腐蚀缺陷程度达到10%为许用压力值变化拐点,缺陷程度越大,许用压力加快减小;应将管道腐蚀程度控制在10%以内,甚至更低;基于DNV RP-F101方法这套剩余强度评估程序,具有快速、高效、实用等特点,可为输气管道剩余强度评估提供技术支持。     

基于ASME B31G准则的油气管道腐蚀安全性评估

腐蚀是在役管道失效的最主要原因之一。腐蚀后的管道会造成局部减薄,使其局部承载力下降,一旦发生泄漏,极易发生火灾爆炸事故。采用通用的ASME B31G准则对管道进行腐蚀安全性评估,研究了不同级别管道的最大允许缺陷长度和最大安全运行压力,计算了不同腐蚀长度对管道安全性的影响,可以为管道维护策略和应急管理提供科学依据。     

基于RBI技术的化工装置压力管道风险评估与在线检验策略研究

基于RBI方法原理,实施化工装置压力管道风险评估。在风险评估过程中,将装置内各腐蚀回路中的压力管道按照管径、材质及用途等因素进行分组,以得到各压力管道组的风险等级,在此基础上确定其抽检比例,制订在线检验策略。以某厂环氧乙烷/乙二醇〖JP2〗（EO/EG）装置为对象,应用壳牌S-RBI软件完成装置内274组（共458条）压力管道风险评估工作,根据风险评估结果共抽取178条压力管道实施在线检验,考虑到该装置存在的减薄机理,在线检验技术手段以测厚和宏观检查为主,并对部分中高风险等级以上的压力管道进行数字射线检测。检验结果表明:基于RBI技术的压力管道在线检验策略能够有效发现压力管道系统中存在的安全隐患,并节约检验成本。     

在用工业管道全面检验特定条件下压力试验方法

对在用工业管道特定条件下全面检验时压力试验遇到的问题,进行了分析讨论。     

含未焊透缺陷压力管道U因子法安全评定

泰安市境内现有大量冷库及液化气站用工业压力管道,大多在90年代初期安装,为保证这些管道的安全使用。特种设备安全监察机构要求检验机构全面检验后进行使用登记,然而,全面检验过程中发现管道对接焊缝中大量存在未焊透缺陷,按照《在用工业压力管道定期检验规程（试行）》的规定,这些压力管道安全状况等级大部分属于4级,不允许继续使用,如果让这些管道停用返修,会造成企业难以承受的损失。笔者以某液化气站GC2管道为例。根据GB／T19624—2004（（在用含缺陷压力容器安全评定》附录G利用U因子法进行安全评定,探讨该类压力管道安全状况,并与《在用工业管道定期检验规程（试行）》安全状况等级的确定进行比较,提出安全状况等级确定的一些建议。     

海底热油管道周围海泥温度场的数值模拟

针对海底热油管道运行环境的特点,建立管道及周围海泥的稳态传热模型,应用CFD软件,模拟海底管道运行过程中管道周围海泥温度分布规律,分析不同输油温度、海水温度、不同保温层传热系数及保温层失效等因素对管道周围温度的影响.结果表明,输送原油的温度是影响管道壁面热量扩散的主要因素之一,海底管道周围海泥的温度又与海水温度是直接相关的.另外,当保温层失效时,管内温度降低,热量明显扩散,影响管道的正常输送,造成不必要的经济损失,严重时甚至引起事故的发生,因此应及时检测保温层是否完好.     

在用氨制冷压力管道定期检验风险评价研究

通过对在用氨制冷压力管道的实际使用情况进行调研分析,结合相关的检验规程,总结出了对在用氨制冷压力管道全面检验的重点与要点,并引入风险检验概念.