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基于腐蚀数据分析的管道完整性研究
摘要:油气管网的建设是保障国民经济发展和促进人民生活水平提高的重要手段,为此国家先后建设了西气东输天然气管道、中缅天然气管道、中俄原油天然气管道等重要油气能源输送通道。管道是油气管网中油气运输的主要载体,但随着其使用年限的增加,出现泄漏和爆炸的风险不断增大。为规避管道事故的发生,需定期开展管道完整性评价以排查管道中存在的风险,保证管道安全运营,做到防患于未然。管道完整性评价通过持续不断地获取内外检测数据,以对管道管体缺陷类型进行识别和风险评估,并采取相应的措施将风险控制在可控范围。基于此,本篇文章对基于腐蚀数据分析的管道完整性进行研究,以供参考。
关键词:腐蚀数据分析;管道;完整性
引言
随着我国油气管道铺设里程的逐年激增,管道泄漏事故发生的频率呈现递增趋势。为确保管道服役安全,国家颁布了《石油天然气管道保护法》、《安全生产法》和《环境保护法》修订版以及《特种设备安全法》等以对管道管理提出要求,长输管道完整性管理也随之受到越来越多的重视,成为保障安生产、提升管理水平和降本增效的重要措施。长输管道完整性管理是管道管理者针对不断变化的管道服役影响因素,对管道面临的风险因素进行识别和评价,不断改善不利于管道服役的影响因素,采取各种风险减缓措施,将风险控制在合理、可接受的范围,最终达到持续改进、减少管道事故、经济合理地保证管道安全运行而进行的一系列管理活动。根据GB3167-015《油气输送管道完整性管理规范》要求,完整性管理包括:数据采集与整合、高后果区识别、风险评价、完整性评价、风险消减与维修维护、效能评价等六个环节,核心工作是借助智能内检测、直接评估和水压试验三种工具及时掌握管道当前的状态以及缺陷发展的趋势。
1评价数据收集
数据收集作为管道完整性管理的第一环节,其收集数据的准确性和全面性直接影响着后续完整性评价的结果。在检测评价前需要明确所评价的对象和范围,并最大限度地获取评价相关数据。评价所需数据的收集工作尽量在检测评价前完成,且在现场检测期间核实数据的准确性、现场收集未获取的重要数据,可采取相应的检测手段。
2油气管道完整性管理技术的发展现状
21世纪初,中国开始讨论油气管道的诚信管理技术,提出诚信理念,确立诚信管理标准。管道完整性管理技术已应用于油气企业。但是,由于中国当时的技术水平有限,而且缺乏一些更深入的技术细节,这项技术存在着许多漏洞。当前,我国油气管道安全管理技术的重要性未受到普遍影响,油气管道安全管理不存在,相关管理技术人员缺乏系统培训。国外油气管理体系重视油气管道安全管理技术的研究,但与此相反,中国尚未形成科学完整的管理体系。因此,迫切需要加快油气管道的发展,建立健全油气管道管理体系。油气管道的完整性管理技术主要包括管理知识。根据中国国情和油气管道的实际情况,对管理方法进行深入研究,结合工程项目管理知识,建立安全管理体系,确保油气管道的安全管理和平稳运行,促进经济发展,维护社会稳定。此外,油气管道的完整性管理技术主要包括决策准确性、工艺完整性和资产完整性。中国虽然在油气管道诚信管理技术方面取得了很多成就,但油气管道诚信管理中中外差距很大,存在一些问题。矿物油企业仍需结合工程实践和现有科技,坚定不移地研究管道完整性管理的途径和方法,推动这种管理技术的快速发展,确保油气管道的安全、有序、高效运行。
3特殊缺陷分析
某检测段腐蚀缺陷数目沿时钟方位和检测里程的分布出现了内腐蚀,整体上呈垂直对称分布的情况。根据收集到的信息,该管道建成后注水封存7年多,封存用水为普通淡水,未添加缓蚀剂。
4不同类型管道失效分析及治理措施
该作业区采用三级布站方式,原油从单井输送至计量间或阀组,经计量后混输至转油站,转油站进行简单处理后进入联合站进行深度油气水处理。根据管道路由,将其分为单井出油、单井掺水、计量间出油、计量间掺水、转油站输油、联合站输油和注水管道等。集输管道采用20#无缝钢管,注水道采用20G无缝钢管,目前单井管道和计量间掺水管道的失效占比为87.5%,占绝大多数。因此,这部分管道是隐患治理的重点。
4.1计量间出油管道
从统计数据分析,计量间出油管道总体失效次数较少,但较转油站输油管道的次数多,2020年上半年的失效次数相对较多。目前主要采用添加高效缓蚀剂预防,对穿跨越河流的管道采用定向钻穿越和HDPE内衬修复技术,其余管道开展日常无损检测,对高风险区、高后果区定期治理。
4.2单井管道
单井管道包括单井出油和单井掺水,目前单井管道失效占总次数的75%,是主要的失效主体。从耐蚀性、安全性和经济性考虑,逐步将该作业区的单井管道更换为耐蚀合金管或双金属复合管,其中316L不锈钢管具有较强的机械性能,在相同设计压力的条件下,不锈钢的造价为碳钢的7~10倍,而双向不锈钢的价格为10~20倍,耐蚀合金管的一次投入大,适合高温高压强腐蚀环境,但与碳钢连接易存在电偶腐蚀现象;双金属复合管的成本约为碳钢的2~3倍,很好地平衡了强度与耐蚀性的关系,但需要特殊的接头连接工艺。此外,各单井平台采用枝上枝结构,采用高产井串低产井,进一步减少掺水量,扩大常温集输的范围。
结束语
基于管道完整性进行数据分析,分析了管道内腐蚀评估法的技术优势、适用条件和一般性流程,并介绍内、外腐蚀评估联合用于管道完整性评价的具体实施过程,通过案例分析说明两种评估技术在预判管道内、外壁因腐蚀诱发的体积型缺陷时能够互补,可以极大提高管道腐蚀风险被检出的可能性,提高管道完整性评价的有效性。
参考文献
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