成品油管道基于内检测的适用性评价与维修决策

目的 建立成品油管道基于内检测的适用性评价及维修决策方法.方法 针对某成品油管道内检测数据中的管道缺陷,进行缺陷尺寸特征与环焊缝关系等统计分析.考虑缺陷形态对管道安全运行的影响,结合国内外相关标准,制定成品油管道缺陷维修判定准则.结合缺陷强度评价、腐蚀速率计算以及剩余寿命预测,确定缺陷维修计划和再检测周期.结果 该管道内外腐蚀较突出,管道外部腐蚀缺陷分布相对较为均匀,而内部腐蚀缺陷分布较为集中.通过腐蚀缺陷点与最近环焊缝距离分析,发现疑似焊缝处防腐层补口失效3处.经评价分析,该管道建议无立即修复缺陷,所有93处腐蚀类金属损失缺陷计划响应时间都在5年内.通过管道适用性评价、腐蚀缺陷剩余寿命预测,确定管道再检测时间间隔为5年.结论 采用ASME B31G、分段腐蚀速率预测等方法实施管道完整性评价,并以此确定缺陷维修响应等级和时间具有较好的实施效果.当现场开展开挖修复工作后,应根据开挖测量结果修正管道缺陷维修计划.     

基于外检测的新投产管道合于使用评价实践

目的落实油气管道定期检验工作,确保管道安全平稳运行,方法通过对西南管道公司所辖某天然气管道进行外腐蚀直接检测,包括管线敷设环境调查、防腐层状况不开挖检测、管道阴极保护有效性评价检测以及开挖直接检验。根据检测结果进行合于使用评价,包括应力分析计算、剩余强度评估、管道剩余寿命预测等。结果管道允许使用,再评价间隔5年。结论直接检测方法采用多种检测手段对管道外腐蚀情况和防腐保护系统进行管道全面检验,并出具合于使用评价,是一种综合的完整性评价方法,符合法定检验的要求,其评价结果可作为管道完整性管理的可靠依据,可据此制定管道的维修方案和预防措施。     

雷电流A分量冲击长输管道影响研究

为更好地了解雷击管道的危害,应用中国石化开发的多分量实际雷电流模拟试验系统对管道进行雷电流A分量冲击试验.从仿真模拟和冲击试验两个方面考虑高幅值雷电流A分量直击于长输管道的极端情况,利用CDEGS软件进行建模仿真,并在实验室内应用多分量实际雷电流模拟试验系统对管材进行A分量冲击试验.仿真结果显示40 kA的雷电流A分量在管道直击点附近产生的冲击电压已超过管道冲击电压耐受峰值109 kV,冲击试验结果显示40 kA的雷电流A分量足以破坏金属管道的3PE保护层.可见高幅值的雷电流可破坏埋地长输管道的防腐保护层,导致金属管道失去保护,加速腐蚀,产生泄漏风险.     

地铁运行状态变化下杂散电流对埋地管道干扰数值模拟

目的 研究地铁系统运行状态多变性导致地铁杂散电流对埋地管道的干扰规律.方法 构建具有多个牵引区间、排流网、地铁站接地系统及停车场的地铁系统,埋地管道及其阴极保护系统等模型,基于数值模拟方法,采用专业软件计算地铁机车数量、位置及牵引电流变化,地铁排流网、站内接地系统和停车场与线路轨道电导通状况等地铁运行状态变化下轨道对地电位分布,轨道和排流网泄漏杂散电流密度分布,接地系统和停车场杂散电流量、以及杂散电流干扰时的埋地管道电位分布,分析确定地铁运行状态变化下杂散电流对埋地管道干扰规律.结果 地铁系统采用焊接而成的长走行轨回流时,任何牵引供电区间内运行的机车及电流变化,均会对靠近地铁线路的埋地管道造成干扰,干扰有叠加效应.干扰最大位置出现在埋地管道与轨道的交叉点或并行段,且并行间距越小,最大干扰水平越接近交叉点处的干扰水平.当地铁排流网、站接地系统和停车场轨道不与线路轨道电连接时,能够一定程度降低干扰水平,当与轨道在局部电连接时,会使得邻近埋地管道所受干扰程度剧增.结论 地铁运行状态变化致使埋地管道电位波动,且波动程度与机车运行状态、接地系统或停车场轨道频繁与线路轨道电连接状态、排流网性能及工作状态等地铁运行状态息息相关,在干扰检测和防护中应关注地铁运行状况变化.     

管道交流干扰腐蚀风险识别方法研究

目的 提出一种判别交流干扰腐蚀风险的方法。方法 根据现场测试参数、土壤理化性质参数及室内模拟腐蚀试验,运用灰色关联分析和三角模糊层次分析,将长输油气管道沿线土壤环境和沿线阴极保护状态等因素与交流干扰腐蚀相结合,确定影响交流干扰腐蚀各关键因素的贡献权重。结果 参考现行土壤腐蚀性以及交流干扰评价的标准,将土壤腐蚀性、交流干扰电流密度、防腐层破损面积以及运行年限进行综合考虑,建立了一种融合交流干扰及土壤腐蚀性评价的交流干扰腐蚀风险识别方法。结论 通过现场应用,该方法评价结果与管道内检测结果一致。     

在役管道防腐层的失效与维修

介绍了管道防腐层失效的原因和方式,指出水和氧气是防腐层失效的原因,含水量和含氧量决定腐蚀程度,提出对防腐层及时检查与修复等措施.     

直管道电场指纹法有效检测区范围的数值模拟

目的确定电场指纹法应用于直管道时的有效检测区大小。方法采用COMSOL多物理场数值模拟的方法,研究直管道模型在电场指纹检测时的电场分布特征,并探讨电流输入方式、电源电极尺寸、管道尺寸等因素对有效检测区的影响。结果双路电流输入方式能够获得更大的有效检测区,可提高电流利用率及检测效率。有效检测区大小受电源电极尺寸、管道壁厚变化的影响极小,受管道公称直径影响较大。有效检测区与电源电极的最小间距固定,约为管道公称直径的1.5倍。结论确定了电场指纹法应用于直管道时有效检测区的大小,为电场指纹法的管道检测规范的制定提供了科学依据。     

定向钻穿越管道阴极保护数值模拟评价方法

目的通过数值模拟的方法探索定向钻穿越管道的阴极保护评价。方法根据一条5130 m长度的定向钻穿越管道的实际参数,基于CDEGS软件计算方法,应用涂层耐受电压与电流密度的关系,计算定向钻管道浅埋层和岩石层中的管道的电位分布。结果通过调整土壤分层电阻率参数及土壤分层厚度进行计算,得到了定向钻穿越管道在分层土壤电阻率条件下的阴极保护电位分布规律。结论明确了土壤电阻率是影响定向钻管道电位分布的主要因素,形成了基于定向钻管道两端阴极保护电位和土壤分层电阻率,推导了整条定向钻穿越管道的阴极保护电位分布情况的评价方法。     

埋地管道防腐层维修材料的选择

采用现场试验的方法,选择2大类6种防腐材料,在现役管道上选择试验段,对防腐材料在现场维修中的性能进行比较。通过对防腐层的厚度、附着力、剥离强度、漏点等性能进行对比,并在1年以后,对防腐层进行地面检漏,并开挖检测。综合对比防腐性能及施工工艺,得出缠带类材料较适宜于在役埋地管道防腐层的维修的结论。     

单衬层填埋场渗漏检测ELIM法的正演解析

建立了填埋场渗漏检测电势映像法(ELIM)模型.将单衬层填埋场看作水平方向为无穷大的3层均匀介质,上层为垃圾层,中间层为人工合成衬层,下层为土壤层.从稳定电流电场的本质出发,将漏洞电流等效为位于电流流入端的负电流源和位于电流流出端的正电流源.基于该模型对填埋场渗漏检测的电势映像法进行了正演解析,并根据模型的基本特征,对3层介质模型的解析结果进行了简化,结果表明该模型中电场在半无穷空间的电势分布与半空间模型中无穷媒质空间中的电势分布规律基本相同.     

陵水气田输气管道阴极保护效果数值仿真研究

目的 研究海水环境因素和工况因素对其海底管道的牺牲阳极阴极保护效果。方法 针对国内首个自主知识产权深水平台——陵水平台,基于边界元开展管道的阴极保护仿真计算,重点研究不同涂层破损率、海水流速和海水电导率对其管道牺牲阳极阴极保护效果的影响。结果 涂层破损率从1%增加到10%,同样的牺牲阳极保护方案,管道的最正阴极保护电位增加了102 mV;海水电导率从4 S/m减小到2 S/m,管道的最正阴极保护电位增加了10 mV;海水流速从0 m/s增加到4 m/s,管道的最正阴极保护电位增加了26 mV。结论 涂层破损率增大、海水电导率降低、海水流速增加等都会导致阴极保护效果的降低,因此在设计阶段,需要考虑环境工况因素对阴极保护效果的影响,确保达到合理的阴极保护效果。     

天然气管道内黑色粉末形成机理与防治研究

通过对国内外天然气管道黑色粉末(也称粉尘)的相关研究分析表明:受气体组分、净化处理、管内防腐、输气工艺以及施工质量等影响,粉尘来源多样且在管道内的运动规律和分布形式也不相同。粉尘成分以铁的硫化物、氧化物和碳酸盐等腐蚀产物居多,气体介质成分控制、内腐蚀防护和清管作业是在役管道粉尘控制的重要途径,对于新建管道应在设计阶段考虑并采取有效的粉尘防治手段。     

三维地形下并行管道阴保干扰规律数值模拟研究

目的研究三维地形下的并行管道干扰规律,提出降低并行管道干扰的合理措施。方法使用BEASY软件进行数值模拟,通过设置不同的涂层破损率、管道直径、土壤电阻率、输出电流等探究各参数对三维地形下并行管道干扰的影响规律。结果并行管道间存在干扰,相较于单根管道,在辅助阳极附近的管道阴极保护电位变小,其他位置处管道保护电位略有上升。随管道并行间距增加,干扰减弱。土壤电阻率越大,阳极输出电流越大,辅助阳极距管道距离越近,管道直径越小,并行管道间干扰越剧烈。结论对于独立设置阴极保护的并行管道,推荐管道并行间距大于80m;对于联合阴极保护的并行管道,推荐管道并行间距小于7 m。     

模拟海水管路的电偶效应数值仿真研究

目的 研究钛合金模拟海水管路与船体间在不同电连接方式下的电位以及腐蚀电流密度分布,明确防腐措施.方法 针对钛合金模拟海水管路与船体结构,基于有限元建立仿真模型,开展两者的电偶效应数值仿真计算,重点研究两者电连接状态、接触界面绝缘状态和所有结构体单元绝缘状态的电位和电流密度分布情况.结果 在船体钢与钛合金管路系统电连接时...     

基于分形理论的中国原油管道网络结构研究

为深入分析全国及各区域原油管网的结构与布局,揭示其空间结构特征,论文运用分形理论的三种维数:加权长度-半径维数、分枝-半径维数和关联维数,分别从密度、连通性及通达性研究了全国及各区域原油管网。研究结果表明:全国原油管网的密度和连通性均存在明显的东西分异特征,密度自东向西呈"线状-散点"的下降形态,连通性自东向西呈"散点-线状"的升高形态,而通达性则普遍较低;对各区域来说,东北、华北和华东等东部管网除连通性较低外,其他分形指标相对较高;西北管网的密度、通达性均不如东部,而且其新疆管网的连通性数值超过2,是不正常的连通结构;华南管网的多数分形指标均低于其他地区,其管网结构雏形尚未形成。     

油气集输管道内防腐技术应用进展

针对油气田集输管道的内腐蚀问题,分别介绍了耐蚀材料、衬里技术、涂镀层技术与药剂防腐技术等管道内防腐技术及其现场应用效果,指出了耐蚀金属材料防腐效果显著,但存在经济效益差的缺点。为降低成本,选用双金属复合管替代耐蚀金属材料,但其焊缝位置腐蚀失效频发,成为制约其应用的薄弱环节。耐蚀非金属材料防腐效果显著,但耐高温性能与力学性能较差,受温度、压力与CO_2、H_2S、固体颗粒等介质成分的影响,衬里技术与涂镀层技术的应用范围受到限制。药剂防腐技术的防护效果与药剂类型、加药工艺密切相关,需要根据腐蚀工况监测结果进行实时调整。针对上述内防腐技术存在的问题,提出了未来内防腐技术的发展方向为改进现有内防腐技术存在的不足,提升其防护效果。同时,应开发防腐效果显著、经济成本低、施工简便、易于推广应用的防腐材料与防腐工艺技术。