2024油氣管道凹陷評(píng)價(jià)與修復(fù)技術(shù)規(guī)范

油氣管道凹陷評(píng)價(jià)與修復(fù)技術(shù)規(guī)范11目 次范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1縮略語 3總則 3凹陷完整性管理流程 4數(shù)據(jù)收集 5凹陷特征識(shí)別 6凹陷篩選 適用性評(píng)價(jià) 12現(xiàn)場(chǎng)開挖 14減緩與修復(fù) 17附錄A（資料性）凹陷類和形成過程 20附錄B（規(guī)范性）凹陷幾特征識(shí)別和表征方法 22附錄C（規(guī)范性）凹陷篩選 37附錄D（規(guī)范性）凹陷適性評(píng)價(jià)方法 45附錄E（資料性）現(xiàn)場(chǎng)開記錄 60附錄F（規(guī)范性）可接收管道凹陷修復(fù)方法選擇和流程 64附錄G（資料性）管道凹評(píng)價(jià)案例 66油氣管道凹陷評(píng)價(jià)與修復(fù)技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了油氣管道凹陷的數(shù)據(jù)收集、特征識(shí)別表征、凹陷篩選、適用性評(píng)價(jià)、現(xiàn)場(chǎng)開挖、以及減緩與修復(fù)等技術(shù)內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)提供的數(shù)據(jù)篩選工具和詳細(xì)評(píng)價(jià)方法為油氣管道輸送系統(tǒng)凹陷的長效管理決策提供技術(shù)支持。本文件適用于輸送石油與天然氣、城市燃?xì)獾穆竦劁撡|(zhì)管道系統(tǒng)，為管道運(yùn)行管理、檢測(cè)和評(píng)價(jià)人員提供有關(guān)埋地鋼質(zhì)管道凹陷完整性管理的行業(yè)實(shí)踐指南。低溫、高溫、氫氣、CO2等廠區(qū)架空或廠際埋地鋼質(zhì)管道也可參照使用。本文件不適用于燃?xì)饩垡蚁≒E）等塑料管道。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用（包括所有的修改單）適用于本文件。\hGB/T19624 在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定GB/T27699 鋼質(zhì)管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)規(guī)范GB/T30582 基于風(fēng)險(xiǎn)的埋地鋼質(zhì)管道外損傷檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)GB32167 油氣輸送管道完整性管理規(guī)范GB/T35013 承壓設(shè)備合于使用評(píng)價(jià)GB/T36701 埋地鋼質(zhì)管道管體缺陷修復(fù)指南SY/T6477 含缺陷油氣管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法SY/T6996 鋼質(zhì)油氣管道凹陷評(píng)價(jià)方法術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1凹陷 dent由外力引起的管道表面的局部向內(nèi)凹陷，產(chǎn)生管壁塑性變形和管道曲率的擾動(dòng)，并非所有凹陷都會(huì)影響管道的安全運(yùn)行。3.2平滑陷 plaindent沒有重合特征、輪廓曲率平滑過渡的凹陷或凹痕。3.322約束陷 constrained(restrained)dent與外部石頭等硬物接觸的凹陷，硬物限制管壁因內(nèi)部壓力波動(dòng)而導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)。3.4非約凹陷 unconstrained(unrestrained)dent不與硬物接觸、形變自由的凹陷。這類凹陷，當(dāng)管道內(nèi)部壓力波動(dòng)時(shí)，外部硬物或壓頭不會(huì)限制管壁的變形移動(dòng)。3.7

波紋 ripple管道光滑表面處輕微的隆起或波紋。褶皺 wrinkle管道外壁可見的局部起伏類缺陷，特征為局部曲率大，形成載荷多為軸向壓縮或彎曲載荷。彎曲 buckle在軸向或彎曲載荷作用下，管道橫截面承受縱向壓應(yīng)力，因橫向不穩(wěn)定而引起的管壁變形。溝槽 gouge由硬物等引起管道表面材料缺失和壁厚減薄。重合征陷 interactingdefect凹陷與腐蝕、焊接、鑿槽、裂紋等現(xiàn)象同時(shí)存在的缺陷，降低了管道凹陷的適用性。多峰陷 multi-peakdent有多個(gè)頂點(diǎn)的凹陷。3.10凹陷廓 dentprofile變形的管壁位置沿或垂直于管壁軸線（通常通過凹陷的最深點(diǎn)）的二維幾何描述。3.11回彈 rebound不論內(nèi)部壓力水平如何，由于壓頭的移除，凹痕的形狀都會(huì)發(fā)生變化。3.12回圓 rerounding由于內(nèi)部壓力增加而引起的凹痕形狀的變化。3.13橢圓度 ovality管道橫截面圓度的偏差（即卵形或?qū)挋E圓形），也稱不圓度。3.14ILI管內(nèi)測(cè) in-lineinspection(ILI)使用儀器從管道內(nèi)部對(duì)其進(jìn)行的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)管體異常的特征。333.15壓力譜 pressurespectrum通過雨流計(jì)數(shù)形成的直方圖，描述了壓力循環(huán)的大小和頻率（或單位時(shí)間內(nèi)的次數(shù)）?？s略語下列縮略語適用于本文件。DFDI(DuctileFailureDamageIndicator)：延性損傷失效指標(biāo)DSAW(DoubleSubmergedArcWeld)：雙向埋弧焊ERW(ElectricResistanceWeld)：電阻焊FAD(FailureAssessmentDiagram)：失效評(píng)估圖FEA(FiniteElementAnalysis)：有限元分析ILI(In-LineInspection)：內(nèi)檢測(cè)，或在線檢測(cè)IM(IntegrityManagement)：完整性管理MAOP(MaximumAllowableOperatingPressure)：最大允許工作壓力MFL(MagneticFluxLeakage)：漏磁MOP(MaximumOperatingPressure)：最大工作壓力NDT(nondestructivetesting)：無損檢測(cè)OD(outerdiameter)：外徑PDCA（Plan,Do,Check,Act)：計(jì)劃，執(zhí)行，檢查，改進(jìn)RP(RecommendedPractice)：推薦做法RSF(RemainingStrengthFactor)：剩余強(qiáng)度因子RSFa(AllowableRemainingStrengthFactor)：許用剩余強(qiáng)度因子，一般取0.9Ρ(restraintparameter)：約束參數(shù)SCADA(SupervisoryControlandDataAcquisition)：監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集SCF(StressConcentrationFactor)：應(yīng)力集中系數(shù)SLD(StrainLimitDamage)：應(yīng)變極限損傷(ShieldedMetalArcWeld)：保護(hù)式電弧焊SMS(SafetyManagementSystem)：安全管理系統(tǒng)SMYS(SpecifiedMinimumYieldStress)：規(guī)定最小屈服應(yīng)力S-N(Stress-CycleLifeCurve)：應(yīng)力循環(huán)壽命曲線SP(ShapeParameter)：形狀參數(shù)SSI(SpectrumSeverityIndicator)：壓力譜嚴(yán)重性指數(shù)TMCP(thermo-mechanicalcontrolprocessing)：熱機(jī)械控制加工總則油氣管道凹陷應(yīng)遵循完整性管理計(jì)劃-檢查-1連續(xù)循環(huán)閉環(huán)管理，應(yīng)不斷歸納總結(jié)凹陷失效類型和機(jī)理，持續(xù)改進(jìn)檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法、提高管理的44(3)收集凹陷關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù) (4)識(shí)別凹陷特(2)收集凹陷數(shù)據(jù)(5)凹陷篩選分析

凹陷管理程序

(6)適用性評(píng)價(jià)(12)管理改進(jìn)

(7)確定修復(fù)計(jì)劃(11)監(jiān)控措施(10)確定再評(píng)價(jià)周期

(8)開挖檢驗(yàn)(9)進(jìn)行修復(fù)圖1 基于PDCA管陷管框圖凹陷完整性管理流程72。將執(zhí)行過程可劃分為四個(gè)步驟：收集和整合數(shù)據(jù)，識(shí)別凹陷特征；凹陷篩選和評(píng)估；c）凹陷維修維護(hù)措施；d）持續(xù)改進(jìn)。55數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)收集凹陷特征識(shí)別凹陷特征識(shí)別是否需要是否需要適用性評(píng)價(jià)？否否需要修復(fù)？是是否或修復(fù)？是減緩措施現(xiàn)場(chǎng)開挖換管或修復(fù)繼續(xù)運(yùn)行或監(jiān)控運(yùn)行適用性評(píng)價(jià)凹陷篩選圖2 凹評(píng)與復(fù)理要與程數(shù)據(jù)收集1收集到的數(shù)據(jù)應(yīng)客觀、真實(shí)、準(zhǔn)確，并能滿足凹陷的評(píng)價(jià)需求。66表1 數(shù)收表一級(jí)分類二級(jí)內(nèi)容備注含凹陷管道相關(guān)數(shù)據(jù)管道規(guī)格管道鋼級(jí)、管徑、壁厚等詳細(xì)數(shù)據(jù)。材質(zhì)和性能管道材質(zhì)；管道的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、韌性、均勻延伸率、疲勞裂紋擴(kuò)展速率等力學(xué)性能，也可通過拉伸、沖擊或疲勞實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲得。涉及焊縫時(shí)，應(yīng)包含焊縫材料和力學(xué)性能數(shù)據(jù)。埋設(shè)信息管道埋深、高程等；管道外防腐層和陰極保護(hù)信息；管道套管等其他信息。環(huán)境信息管道凹陷區(qū)域周圍的地質(zhì)條件及地表環(huán)境；管道凹陷區(qū)域地區(qū)等級(jí)。運(yùn)行數(shù)據(jù)管道凹陷位置的運(yùn)行壓力以及歷史壓力波動(dòng)譜、溫度等數(shù)據(jù)；管道輸送介質(zhì)。檢測(cè)數(shù)據(jù)管道變形和漏磁等內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)；管道外檢測(cè)數(shù)據(jù)。凹陷詳細(xì)數(shù)據(jù)幾何數(shù)據(jù)凹陷的長、寬、深；凹陷環(huán)向鐘點(diǎn)位置；凹陷處管道橢圓度情況。輪廓數(shù)據(jù)凹陷詳細(xì)的三維幾何輪廓數(shù)據(jù)；凹陷的環(huán)向和軸向剖面輪廓曲線圖。由變形精確內(nèi)檢測(cè)或三維掃描外檢測(cè)等獲得。約束條件凹陷是否與巖石硬物等壓頭接觸；凹陷是否存在高壓下與壓頭接觸，低壓或無壓時(shí)與壓頭不接觸的情況；凹陷處應(yīng)力集中程度。驗(yàn)證約束條件的唯一方法是現(xiàn)場(chǎng)開挖檢測(cè)。重合特征與環(huán)焊縫和螺旋焊縫的位置關(guān)系，是否重合；凹陷處是否有腐蝕、機(jī)械劃傷缺陷；凹陷處是否有裂紋缺陷；是否存在多個(gè)凹陷相互作用；凹陷處管道是否有分層等缺陷。其他相關(guān)數(shù)據(jù)施工活動(dòng)涉及有第三方施工時(shí)，需包含第三方施工相關(guān)資料。地質(zhì)活動(dòng)涉及地質(zhì)沉降、滑坡等引起管道有移位時(shí)，需根據(jù)相關(guān)資料分析管道的整體位移變形。凹陷特征識(shí)別幾何特征識(shí)別77凹陷幾何特征識(shí)別的目的為表征凹陷幾何形貌，辨識(shí)與其它特征缺陷差異。凹陷的幾何形狀可以使用ILI識(shí)別凹陷的長度、寬度和深度，凹陷處管道不同位置管道橫截面的橢圓度等關(guān)鍵幾何參數(shù)。應(yīng)對(duì)比分析不同檢測(cè)周期或不同檢測(cè)工具收集到的同一凹陷檢測(cè)數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)差異原因。影響凹陷檢測(cè)結(jié)果的因素包括檢測(cè)技術(shù)的差異、成熟度、設(shè)備精度、檢測(cè)條件、運(yùn)行工況、數(shù)據(jù)分析、以及其他相關(guān)因素。生變化。參數(shù)確定。凹陷二維輪廓表征時(shí)，可根據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)中存在的噪聲水平對(duì)凹陷輪廓進(jìn)行平滑或近似處理。信號(hào)處理原則為保留凹陷輪廓形狀和深度，形成單調(diào)凹陷輪廓，用于評(píng)估單峰凹陷的特征長度和面B.3提供了單峰平滑凹陷輪廓特征長度和面積的表征方法。凹陷輪廓數(shù)據(jù)應(yīng)去除由噪聲或性能不佳傳感器引起的無效數(shù)據(jù)，但不應(yīng)去除凹陷橢圓度信息，表征凹陷幾何特征時(shí)應(yīng)包含凹陷處管道的橢圓度?；趦?nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)的凹陷識(shí)別準(zhǔn)則。滿足下列條件的可識(shí)別為凹陷：d a）幾何特征滿足應(yīng)變tot0.05，或銳度10%0.25；LAXL10%幾何特征滿足DNom1，或d

ODd；DNom

ov10%310%

是指軸向凹陷長度，其定義為軸向輪廓方向上，從凹陷最深位置管道形狀基線凹陷深度橢圓化深度（可能非圓形）管道形狀基線凹陷深度橢圓化深度（可能非圓形）變形總深度圖3 凹參定義約束條件識(shí)別行期間，壓頭在凹陷處與管道保持接觸，則凹陷特征會(huì)受到約束，為約束凹陷。如果壓頭在凹陷形88成后且管道處于使用狀態(tài)時(shí)與管道脫離接觸，凹陷特征不受約束，為非約束凹陷。此外，也存在管道運(yùn)行期間，由于壓力變化導(dǎo)致管道部分時(shí)刻與壓頭接觸的少數(shù)情況，成為部分約束凹陷。約束條件是凹陷變形狀態(tài)的特征，影響凹陷的適用性評(píng)價(jià)結(jié)果，應(yīng)進(jìn)行識(shí)別。ILI檢測(cè)數(shù)據(jù)和開挖歷史經(jīng)驗(yàn)推斷約束條件，但結(jié)果非完全可靠。位于管道頂部（介質(zhì)順流方向管道環(huán)向48點(diǎn)鐘位置上方）的凹陷更可能是第三方損壞，一般為非約束凹陷；位于管道底部（48點(diǎn)鐘位置下方）的凹陷更可能是巖石擠壓凹陷，一般為約束凹陷。凹陷約束條件可通過ILI檢測(cè)數(shù)據(jù)，利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算約束參數(shù)，并評(píng)估凹陷的約束特征。 AX TR

1 1 1 18

2max

LTR

,815%LAX

30% 50%LTR

（1）

30%

80% 其中，約束參數(shù)ρ是無量綱參數(shù)，ρ＞20表示約束凹陷，ρ＜20表示未約束凹陷，接近或等于20時(shí)，可被評(píng)估為約束或非約束凹陷。該方法適用于判斷在產(chǎn)生10%至100%SMYS環(huán)向應(yīng)力的壓力下，各種幾何形狀的單峰對(duì)稱、不對(duì)稱管體凹陷?？赏ㄟ^計(jì)算凹陷處的應(yīng)力集中系數(shù)（SCF）來評(píng)估約束條件。如果MOPSCF<2.5，則凹陷PSMYS可能為非約束；如果MOPSCF>2.5，為約束凹陷的可能性增大。PSMYS波動(dòng)下凹陷變形響應(yīng)，可能導(dǎo)致管體產(chǎn)生裂紋，應(yīng)進(jìn)行識(shí)別評(píng)估。除記錄，并結(jié)合歷史壓力載荷譜，對(duì)比分析約束和非約束條件下凹陷幾何形狀特征變化。重合特征識(shí)別凹陷的重合特征可通過ILI檢測(cè)數(shù)據(jù)和開挖檢驗(yàn)進(jìn)行識(shí)別。（（DSAWSMAW、ERW）、與凹陷的相對(duì)位置關(guān)系、焊縫質(zhì)量（是否存在余高不足、錯(cuò)邊、咬邊、未熔合等缺陷）等信息。合特征可通過凹陷最深點(diǎn)與焊縫的間距進(jìn)行識(shí)別判斷，相關(guān)準(zhǔn)則見附錄B.6。凹陷與腐蝕重合特征應(yīng)識(shí)別腐蝕形貌（（壁厚百分比）、腐蝕影響區(qū)域、與凹陷的相對(duì)位置關(guān)系、以及其他重合特征等信息。效應(yīng)和局部壁厚減薄效應(yīng)，來評(píng)估判斷是否存在相互作用，以及影響程度，相關(guān)準(zhǔn)則見附錄B.7。凹陷與裂紋重合特征應(yīng)識(shí)別裂紋深度和長度、裂紋方向（如縱向、環(huán)向（即內(nèi)表面或外表面）、與凹陷的相對(duì)位置關(guān)系、以及其他重合特征等信息。99凹陷與裂紋的重合都是相互作用的。凹陷與裂紋重合特征的識(shí)別應(yīng)作為修復(fù)或更換的依據(jù)修復(fù)計(jì)劃的緊迫性可采用有限元建模和斷裂力學(xué)方法來評(píng)估其嚴(yán)重程度。征等信息。凹陷與分層的交互作用影響仍缺少相關(guān)評(píng)判方法。一般經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，位于管道厚度方向中1/3區(qū)域、平行于管壁表面的分層，不影響凹陷的適用性評(píng)價(jià)。管道原外徑位置12多凹陷的從何特征可通過凹陷之間的距離進(jìn)行識(shí)別判斷。凹陷之間縱向距離超過1倍管道外徑時(shí)，之間相互作用影響可忽略。如果縱向距離小于1管道原外徑位置12含凹陷管道縱向截面圖4 多陷互用判標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行條件嚴(yán)重性識(shí)別管道凹陷處運(yùn)行條件嚴(yán)重性應(yīng)根據(jù)凹陷形成后歷史運(yùn)行壓力譜和未來最大運(yùn)行壓力等數(shù)據(jù)來識(shí)別表征。歷史運(yùn)行壓力譜用于分析壓力增量和最大壓力對(duì)凹陷變形的影響，可評(píng)估凹陷的損傷極限，為未來最大工作壓力的確定提供依據(jù)。果凹陷約束條件保持不變，且壓力始終低于歷史最大壓力，凹陷變形過程將重復(fù)進(jìn)行，不會(huì)新增永久變形，凹陷的重復(fù)變形過程即為疲勞損傷累積過程。壓力譜數(shù)據(jù)采集及頻率識(shí)別。應(yīng)識(shí)別歷史和未來可能的壓力-時(shí)間載荷譜，收集的運(yùn)行壓力數(shù)據(jù)應(yīng)能代表含凹陷特征管段過去和未來運(yùn)行的數(shù)據(jù)，采集頻率應(yīng)能最大程度捕獲壓力變化歷程。對(duì)于最小采樣時(shí)間間隔內(nèi)的單個(gè)壓力值數(shù)據(jù)，應(yīng)取該時(shí)間內(nèi)的最大值，不宜取平均值，當(dāng)無凹陷處壓力譜數(shù)據(jù)時(shí)，可用距離凹陷最近位置的加壓站出站壓力譜代替。壓力循環(huán)特征識(shí)別。應(yīng)通過雨流計(jì)數(shù)法識(shí)別壓力-時(shí)間譜中的不同壓力賦值的循環(huán)次數(shù)，用于評(píng)估循環(huán)壓力的嚴(yán)重性。處理過程中應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)審查，消除非實(shí)際操作引起的異常壓力值。5SCADA61010圖5 來自SCADA統(tǒng)操作本力時(shí)歷壓力圍方圖圖6 不壓范平運(yùn)行力方嚴(yán)性壓力譜嚴(yán)重性指數(shù)（SSI）SSI（或壓力范圍的循環(huán)次數(shù)，其導(dǎo)致的疲勞損傷（即裂紋擴(kuò)展）與實(shí)際壓力時(shí)間歷程相同，如同7所示，SSI用于量化與壓力-時(shí)間歷程相關(guān)的SSI90MPa的環(huán)向應(yīng)力范圍。對(duì)于持續(xù)時(shí)間短于或長于一年的時(shí)間歷程，在整個(gè)時(shí)間歷程中累積的損傷被縮放以表示一年的操作。疲勞壽命與SSI呈負(fù)線性關(guān)系，如果給定管道運(yùn)行的SSI減少兩倍，則管道估計(jì)疲勞壽命增加兩倍。1111實(shí)際頻譜實(shí)際頻譜90MPa等效應(yīng)力循環(huán)圖7 頻嚴(yán)性標(biāo)明凹陷篩選10C.1ILI2%OD6%；1212-C.2適用性評(píng)價(jià)一般要求凹陷應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)基于凹陷輪廓幾何形狀的應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)，可評(píng)估凹陷的最大變形、萌生裂紋的可能性。凹陷應(yīng)變可采用基于凹陷輪廓曲率的計(jì)算應(yīng)變、管體韌性損傷失效指標(biāo)（DFDI，計(jì)算方法見附錄D.2）、以及利用有限元模擬凹陷形成過程的應(yīng)變極限進(jìn)行評(píng)價(jià)。40%；（EL）50%；c）6%應(yīng)變。d）延性損傷失效指標(biāo)DFDI=0.6。D.1。凹陷處管體的延性損傷失效指標(biāo)（DFDI）可反映凹陷塑性變形的程度，當(dāng)DFDI＞0.6生開裂的可能性較大。管道焊縫與凹陷重合，且相互作用時(shí)，當(dāng)應(yīng)變大于6%，應(yīng)修復(fù)；當(dāng)應(yīng)變值介于4%~6%之DFDI和有限元方法進(jìn)行精細(xì)評(píng)價(jià)，并根據(jù)凹陷的幾何特征、約束條件和運(yùn)行條件，進(jìn)行剩余強(qiáng)度或疲勞壽命評(píng)價(jià)（10-1）。注10-1：當(dāng)凹陷與焊縫重合時(shí)，推薦凹陷可接受的極限應(yīng)變?yōu)?%。1313凹陷剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)12126%OD的10-2）；b）6%的；10-26%OD6%OD的凹陷不滿足承壓條件。試驗(yàn)10%OD的失效壓力。tctrd1mm，F(xiàn)CAmm。D.3。a）40J；66%。凹陷疲勞壽命評(píng)價(jià)131助管道企業(yè)有效地安排修復(fù)計(jì)劃，采取減緩措施降低循環(huán)內(nèi)壓對(duì)含凹陷管段疲勞壽命的影響。23（FEA）12312A2B33D.4。安全系數(shù)1414D.12~2.5；當(dāng)使用D.2DFDI1.67的安1~1.5；2~5現(xiàn)場(chǎng)開挖開挖作業(yè)管道企業(yè)應(yīng)制定凹陷開挖計(jì)劃，尤其評(píng)價(jià)為高風(fēng)險(xiǎn)的凹陷，應(yīng)做好應(yīng)急工作，避免開挖過程中引起管道失效事故。含凹陷管段開挖前，檢測(cè)和評(píng)價(jià)等相關(guān)人員應(yīng)了解不同類型凹陷的特征，確定壓力降低的幅度。不同類型凹陷關(guān)鍵特征如下：3，對(duì)管道凹陷進(jìn)行評(píng)估，確定降壓幅度。表3 含陷段挖壓評(píng)管道凹陷特征建議降壓幅度無焊接相互作用無裂紋或凹陷誘發(fā)裂紋的可能性無溝槽20%t不減壓20%t凹陷處開裂的風(fēng)險(xiǎn)增加韌性好的管材受到影響的高質(zhì)量焊縫將壓力降低到最近（60天）最大壓力的80%已知裂紋的凹陷管道韌性低或未知受影響或質(zhì)量低下的焊縫將壓力降低至小于30%的SMYS環(huán)應(yīng)力或最近（60天）最大壓力的80%管道凹陷會(huì)降低管道的抗壓和抗彎能力，同時(shí)，降壓也會(huì)降低含凹陷管段的抗彎能力。針1515對(duì)特定區(qū)域管道或特定工況管道，降壓或開挖會(huì)引起管道凹陷處彎折或擠壓失效，應(yīng)再開挖前進(jìn)行針對(duì)性評(píng)價(jià)。在線檢測(cè)和監(jiān)測(cè)存在下列情況時(shí)，管道凹陷應(yīng)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。存在下列情況時(shí)，管道凹陷應(yīng)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。如果管道凹陷執(zhí)行在線監(jiān)測(cè)，應(yīng)定期對(duì)其變形進(jìn)行目視、無損和現(xiàn)場(chǎng)檢查或檢測(cè)。檢測(cè)類型和內(nèi)容根據(jù)凹陷特征確定。位置、方向和形式見附錄B.5如果采用手動(dòng)測(cè)量方法來識(shí)別，并表征凹陷的形狀特征，應(yīng)采用網(wǎng)格式的管壁撓度測(cè)量方法獲取凹陷的形狀特征，測(cè)量過程應(yīng)考慮以下因素：2cm0.5cm（含凹陷管壁墊片保持直桿與管壁平行含凹陷管壁墊片保持直桿與管壁平行按規(guī)則間距測(cè)量凹陷形狀凹陷最深點(diǎn)和直桿中心線圖8 凹手測(cè)方法如果采用激光等表面掃描技術(shù)來識(shí)別表征凹陷形狀特征，應(yīng)將含凹陷管段的整個(gè)圓周都進(jìn)行掃描，并包含整個(gè)凹陷特征。掃描管道的軸向長度取決于凹陷的軸向范圍，應(yīng)盡可能長，直至管道原直徑位置。開挖記錄E列出了現(xiàn)場(chǎng)開挖進(jìn)行凹陷特征設(shè)別時(shí)，需要記錄的信息。包括：現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境1616開挖期間信息開挖后信息管道外防腐層和涂層情況涂層去除后的管道表面凹陷約束條件、時(shí)鐘位置和環(huán)焊縫位置涂層脫粘率管道表面的陰極保護(hù)電位移除壓頭前后凹陷特征照片管道涂層去除前/后的照片重合特征的存在及其相對(duì)于凹陷的位置管道凹陷表面無損檢測(cè)結(jié)果凹陷腐蝕開裂焊接溝槽記錄信息應(yīng)納入完整性管理系統(tǒng)中，用于ILI和凹陷評(píng)價(jià)驗(yàn)證、以及凹陷的長效管理。凹陷切割移除管道切割和記錄。含凹陷管段的切割和移除，應(yīng)采用以下步驟采集管道凹陷樣本：（12）；ILIILI運(yùn)輸準(zhǔn)備。一旦切下并從管溝中移出，應(yīng)做好運(yùn)輸準(zhǔn)備工作，包括：1717將管道切割過程中的詳細(xì)信息形成記錄文件，納入完整性管理系統(tǒng)中。減緩與修復(fù)減緩措施管道企業(yè)應(yīng)充分考慮待修復(fù)的含凹陷管道繼續(xù)運(yùn)行的可能風(fēng)險(xiǎn)，并確定在凹陷修復(fù)之前是否需要長期降壓運(yùn)行。根據(jù)適用性評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)管道凹陷采取減緩或修復(fù)措施來保持管道完整性。具有高應(yīng)變或短疲勞壽命的凹陷應(yīng)通過改變運(yùn)行條件來保障管道運(yùn)行安全，包括降壓、控制壓力、監(jiān)控等措施。如果緩解措施涉及移除壓頭，應(yīng)考慮壓頭改變凹陷形狀和約束條件，分析壓頭移除過程的安全性。如果無法永久性地修復(fù)凹陷，則應(yīng)定期評(píng)價(jià)凹陷的剩余疲勞壽命。降壓管道降壓應(yīng)作為適用性評(píng)價(jià)未通過的凹陷，在修復(fù)之前的防止失效的減緩措施。管道降壓可用于緩解應(yīng)變水平不可接受的凹陷。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)開挖和移除凹陷約束時(shí)，應(yīng)考慮降壓，關(guān)于降壓幅度、降壓過程中需要考慮的11.1節(jié)開挖作業(yè)具體要求。壓力循環(huán)波動(dòng)管理12.3.1 應(yīng)當(dāng)定期重新評(píng)估用于凹陷疲勞壽命計(jì)算的壓力譜數(shù)據(jù)，以確定運(yùn)行條件嚴(yán)重性未發(fā)生明顯變化。頻譜嚴(yán)重性指標(biāo)（SSI）升高應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)估，防止凹陷疲勞壽命縮短。針對(duì)凹陷管段，可采取適當(dāng)措施，減少壓力波動(dòng)幅度和次數(shù)，有助于降低SSI或疲勞損傷累積率。相關(guān)措施如下：凹陷與重合特征交互作用管理針對(duì)與腐蝕、焊縫、溝槽等特征重合的凹陷，在未修復(fù)前，應(yīng)采取緩解或監(jiān)控措施來減小其失效風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)采取監(jiān)控措施的具有重合特征凹陷，應(yīng)基于ILI數(shù)據(jù)，定期對(duì)凹陷進(jìn)行嚴(yán)重性檢查和評(píng)估，從而減少凹陷對(duì)管道完整性影響的不確定性。凹陷與腐蝕重合特征的減緩措施如下：1818凹陷與裂紋重合特征的減緩措施如下：凹陷與焊縫重合特征的減緩措施如下：凹陷與溝槽重合特征的減緩措施如下：修復(fù)根據(jù)適用性評(píng)價(jià)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)對(duì)管道完整性有害的凹陷，應(yīng)按照合格的書面程序，采用可接受的修復(fù)方法進(jìn)行修復(fù)，GB/T36701標(biāo)準(zhǔn)中描述了各種缺陷的可接受維修方法。管道凹陷的可接受修復(fù)方法由以下幾個(gè)因素決定：凹陷以前是否受到約束，凹陷是否存在額外的應(yīng)力集中情況，如金屬損失、刮傷、冶金改變（如冷加工）材料、裂紋等?？山邮艿男迯?fù)策GB/T36701。在選擇管道凹陷修復(fù)方法時(shí)，除了考慮凹陷本身、修復(fù)方法可接受性外，還應(yīng)考慮修復(fù)措施的耐久性或壽命以及修復(fù)設(shè)計(jì)壽命。修復(fù)方法包括換管、打磨、全包套、A型套筒、B型套筒、復(fù)合材料套管、壓縮套管、機(jī)F。換管MOP/MAOP1.25打磨/拋光4%OD用手銼或動(dòng)力盤拋光打磨被廣泛用于修復(fù)表層和一些更嚴(yán)重的缺陷。如果打磨修復(fù)長度不超過允全包圍套筒1919可以通過以下方式安裝全包圍焊接套筒來進(jìn)行維修。AABAB50AB復(fù)合材料套筒A壓縮套筒由于通過安裝壓縮套筒可以減輕管道中的環(huán)向應(yīng)力，因此無需在維修之前通過打磨去除管道上的應(yīng)力集中。類似A型套筒，壓縮套筒通常也不承受任何軸向載荷，因此不適用于修復(fù)與環(huán)焊縫重合凹陷，凹陷處存在的任何間隙應(yīng)使用硬化填料填充，如環(huán)氧材料。機(jī)械螺栓固定夾具M(jìn)OP/MAOP帶壓開孔使用選定的方法進(jìn)行修復(fù)后，修復(fù)區(qū)域應(yīng)重新防腐層修復(fù)，以持續(xù)緩解腐蝕和環(huán)境威脅。2020附 錄 A（資料性）凹陷類型和形成過程凹陷類型凹陷按其特征分類如下：凹陷形成過程在管道的外表面上施加外部集中力就會(huì)形成凹陷。凹陷形成過程如下圖A.1所示。凹陷形成過程圖示階段1：圓管–與壓頭接觸前-1（達(dá)到最小內(nèi)徑并且管壁將更接近壓頭形狀。該凹陷具有如下兩個(gè)特征：此時(shí)處于約束凹陷狀態(tài)。厚、管材和內(nèi)壓確定。21214（回彈既包括彈性回彈，也包括壓力驅(qū)動(dòng)的回圓。兩種情況并非孤立存在。松弛驅(qū)動(dòng)。陷的形狀。厚、管材以及內(nèi)壓確定。圖A.1 陷成程幾何重合特征凹陷形成過程可促進(jìn)或?qū)е缕渌卣髋c凹陷的幾何重合，評(píng)估人員應(yīng)在完整性評(píng)估和管理中考慮與凹陷幾何重合特征的影響。重合特征及其演變的例子包括：a）導(dǎo)致管道變形的硬物可能使管壁減薄，例如挖掘機(jī)挖掘過程鏟齒導(dǎo)致溝槽缺陷的形成。b）凹陷形成過程可能導(dǎo)致管道涂層失效，進(jìn)而發(fā)生管道外壁腐蝕。e）f）g）管道上可能存在多個(gè)距離較近的孤立凹陷，相互作用影響管道安全。適用性評(píng)價(jià)應(yīng)考慮幾何重合特征是否影響管道的失效壓力或疲勞壽命，從而考慮重疊特征與凹陷凹陷的維護(hù)決策和修復(fù)策略中應(yīng)考慮幾何重合特征對(duì)凹陷的影響，考慮維修維護(hù)方案的選擇和長期有效性。凹陷的失效凹陷的失效可在其生命周期的兩個(gè)階段發(fā)生：2222附 錄 B（規(guī)范性）凹陷幾何特征識(shí)別和表征方法基于ILIILIILIILI系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)人員和服務(wù)提供商進(jìn)行了大量的內(nèi)部資助研究，以提高其商業(yè)系統(tǒng)在特征檢測(cè)和識(shí)別以普通凹陷識(shí)別幾何工具用于估計(jì)凹陷幾何的ILI工具使用各種技術(shù)來測(cè)量管壁相對(duì)于工具的位置。示例包括：機(jī)械卡尺臂，可直接與管壁接觸，也可置于支撐杯表面后渦流傳感器超聲波傳感器這些截面在一起可以創(chuàng)建內(nèi)管表面的3D表示，提供了大型凹陷形狀和其他幾何特征的詳細(xì)視圖。幾何工具的能力具有閾值，以識(shí)別管壁已返回到公稱直徑位置的點(diǎn)。這些閾值的范圍將取決于傳感器的靈敏度、工具動(dòng)力學(xué)和管道條件。大直徑的管道由于在其自身重量下的載荷而常常在管道安裝過程中經(jīng)常采用橢圓度，這一事實(shí)使情況進(jìn)一步復(fù)雜化。高場(chǎng)漏磁工具漏磁(MFL)是利用管線鋼的鐵磁性來進(jìn)行檢測(cè)的。利用兩對(duì)磁鐵將磁場(chǎng)引入管道的鋼壁，一組磁鐵的北極靠近管道表面，另一組磁鐵的南極靠近管道表面。這些磁體通常是永磁體，但也使用電磁鐵。永磁體的優(yōu)點(diǎn)是具有已知的磁化力，可隨壁厚和管道材料的不同而變化，而不需要功率。電磁鐵需要電流，通過改變電流可以調(diào)整磁場(chǎng)強(qiáng)度。為了將磁通量引入管道，一些結(jié)構(gòu)使用可滲透的鋼刷材料來促進(jìn)磁感應(yīng)進(jìn)入管道，而另一些結(jié)構(gòu)則留下一個(gè)氣隙，但將磁鐵放置在靠近表面的地方。（如腐蝕到管道外部的空間中，從而可以進(jìn)行檢測(cè)管道兩側(cè)的異常尺寸。MFL工具將傳感器放置在該區(qū)域，通常是霍爾傳感器，該傳感器使用霍爾效應(yīng)來測(cè)量傳感器處的磁場(chǎng)強(qiáng)度。已經(jīng)使用了線圈傳感器，該線圈傳感器不需要電源，但是確實(shí)需要在磁場(chǎng)中移動(dòng)以在線圈區(qū)域上感應(yīng)出電壓。2323當(dāng)異常的垂直邊緣具有較大的范圍和深度時(shí)，磁化方向非常重要，因?yàn)槁┐判盘?hào)最大。磁化有兩大類：軸向和環(huán)向（圓周或螺旋）。軸向漏磁當(dāng)ILI工具的磁鐵以環(huán)狀結(jié)構(gòu)放置在工具的正面和背面時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生軸向磁化強(qiáng)度；每個(gè)環(huán)具有彼此相反的極化。在兩個(gè)磁極之間，將傳感器放置在磁化方向完全或大部分沿軸向?qū)R的位置。具有周向范圍和可觀深度的金屬損失將破壞產(chǎn)生由傳感器測(cè)量的MFL的磁通量。對(duì)于相互作用的威脅，軸向場(chǎng)很容易檢測(cè)到環(huán)焊縫。根據(jù)焊縫的幾何形狀和磁性能，焊縫通常是檢測(cè)不到的。對(duì)于較深的凹陷，傳感器臂將被移動(dòng)，根據(jù)工具的磁性性能，它將測(cè)量靠近工具體的位置，并在施加的軸向磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，測(cè)量靠近管壁的施加磁場(chǎng)的減少量。環(huán)向(圓周或螺旋)漏磁ILI工具可設(shè)計(jì)為在管道的橫向方向上感應(yīng)磁化。通過使磁場(chǎng)位于該方向，該工具可以檢測(cè)軸向異常并確定其大小，而周向異常不太可能被檢測(cè)到并確定其大小。有幾種設(shè)計(jì)可以做到這一點(diǎn)，但基本原理是橫向（圓周或螺旋）定位相對(duì)的磁極。磁極的數(shù)量可以變化，但它們必須始終是兩個(gè)的倍數(shù)，以便每個(gè)磁極的兩側(cè)都有一個(gè)相對(duì)的磁極，這樣磁通線將橫向移動(dòng)到相對(duì)的磁極。在凹陷檢查中，橫向磁化器可以檢測(cè)凹陷中的軸向金屬損失并確定其大小以及軸向定向的氣刨。橫向充磁機(jī)可以檢測(cè)接縫焊縫并確定其是否與凹陷相互作用。殘余和低場(chǎng)漏磁殘余磁場(chǎng)（RES）和低場(chǎng)漏磁（LFM）也利用管線鋼的鐵磁性進(jìn)行檢測(cè)，類似于高場(chǎng)漏磁。不同的是磁化強(qiáng)度。如果高磁場(chǎng)漏磁提供了一個(gè)磁場(chǎng)水平，使管壁材料磁飽和，則RES和LFM技術(shù)要么依賴于高磁場(chǎng)漏磁（RES）的殘余磁場(chǎng)，要么提供較低的飽和場(chǎng)強(qiáng)（LFM）來檢測(cè)管道材料的性能變化。這些技術(shù)可用于檢測(cè)和表征重合特征，例如導(dǎo)致局部殘余應(yīng)力的凹陷中的硬點(diǎn)和刨削。凹陷可以通過壓縮和拉伸應(yīng)變的變化來確定，這些應(yīng)變可以通過低場(chǎng)磁化來檢測(cè)。超聲波工具大多數(shù)超聲(UT)技術(shù)的ILI工具側(cè)重于檢測(cè)和識(shí)別金屬損失(UTWM)或裂紋異常(UTCD)，這將完全取決于超聲傳感器的布置。傳感器布置位置經(jīng)過優(yōu)化，使超聲波傳感器更靠近管道內(nèi)壁，從而采用了不同的傳感器載體布置并進(jìn)行了優(yōu)化，從而能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)和測(cè)量變形。該傳感器載體將超聲換能器固定在距離管壁較遠(yuǎn)的位置，因此升力效應(yīng)不影響測(cè)量。當(dāng)超聲換能器通過有變形的管道截面時(shí)，隔距減小量被記錄下來，因此，準(zhǔn)確的凹陷形狀和完整的管道截面都能被記錄。多個(gè)數(shù)據(jù)集ILI供應(yīng)商越來越多地在一個(gè)工具底盤上提供具有多種檢測(cè)技術(shù)的ILI工具。這些工具提供了降低的檢查成本和完全集成在平臺(tái)技術(shù)之間的數(shù)據(jù)。這種能力在識(shí)別一致的特征和相互作用的缺陷（如機(jī)械損傷）方面特別有用。一些供應(yīng)商提供了一種模塊化的工具設(shè)計(jì)方法，允許操作人員靈活地選擇想要使用的檢測(cè)技術(shù)。多種檢測(cè)技術(shù)的組合可以導(dǎo)致ILI供應(yīng)商能夠提供額外的檢測(cè)、分類和分級(jí)。重合特征和相互作用缺陷識(shí)別金屬損失特征2424使用幾何工具和漏磁工具可以識(shí)別金屬損失的凹陷。幾何形狀將測(cè)量凹陷的內(nèi)表面輪廓，磁性將跟隨變形管道的輪廓而不發(fā)生泄漏，直到被滲透性變化（即金屬損失）打斷。無論是在管道的內(nèi)表面還是外表面，金屬損失引起的漏磁都是可以測(cè)量的。鑿槽特征為了將腐蝕金屬損失從氣刨中分離出來，最好使用額外的方式，如橫向磁化和LFM。橫向磁場(chǎng)可以檢測(cè)出刨削的銳邊特征，如果刨削是軸向?qū)R的，則軸向磁化可能會(huì)遺漏這些特征。LFM對(duì)鋼在氣刨過程中硬化時(shí)發(fā)生的滲透性變化非常敏感。MFL中觀察到的金屬損失和LFM中的顯著滲透率變化的組合可以表明異常更可能是鑿槽與腐蝕。裂紋特征凹陷內(nèi)的裂紋可通過裂紋檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)并確定尺寸。根據(jù)工具設(shè)計(jì)，裂紋工具可能會(huì)沿著變形管壁的輪廓，尋找與裂紋面相關(guān)的反射信號(hào)。有兩種常見的ILI裂紋檢測(cè)技術(shù)：液體耦合角束超聲法(UTCD)和電磁聲傳感器(EMAT)。在凹陷檢測(cè)中，這些技術(shù)可以檢測(cè)和測(cè)量相互作用的裂紋缺陷。液體耦合角束超聲法。液體耦合超聲工具（UT）在傳感器載體上布置的一系列UT傳感器中產(chǎn)生超聲波脈沖，利用液體耦合劑將脈沖傳輸?shù)焦鼙?。超聲波脈沖穿過管道材料，直到遇到裂紋面，此時(shí)一部分超聲波脈沖將反射到超聲波傳感器。電磁輻射。利用與磁學(xué)有關(guān)的物理原理，在不需要液體耦合裝置的情況下，將聲波導(dǎo)入管壁。聲波通過管壁傳播，當(dāng)遇到裂紋面時(shí)，聲波的一部分會(huì)反射到接收傳感器上凹陷的幾何特征識(shí)別，需要擬合管道凹陷區(qū)域的環(huán)向和軸向截面輪廓曲線，通過輪廓曲線可識(shí)別凹陷各位置的深度、曲率、特征長度和寬度、輪廓面積等幾何形狀特征參數(shù)，為凹陷篩選、應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)提供條件。凹陷的輪廓曲線可采用B樣條曲線和三次樣條曲線插值得到。B樣條插值B樣條曲線以貝塞爾曲線為基礎(chǔ)，貝塞爾曲線是采用伯恩斯坦多項(xiàng)式為基函數(shù)的參數(shù)曲線，對(duì)0t≤1，伯恩斯坦基函數(shù)定義如下：,nCiti1tni,,ni bn(t)i

（B.1）根據(jù)定義可知，伯恩斯坦基函數(shù)具有函數(shù)遞推性，即n次伯恩斯坦基函數(shù)可分別遞推表示成兩個(gè)n－1次或n＋1次的伯恩斯坦基函數(shù)的線性組合，即：i i ibnt1tBn1ttBni i i

（B.2）ibnti1Bn1t1 i Bn1tii1 in1 n1 由伯恩斯坦基函數(shù)的性質(zhì)可知高階貝塞爾曲線可由低階貝塞爾曲線表示，如果凹陷輪廓采用三次貝塞爾曲線描述，則該曲線可由如下過程推出：線性貝塞爾曲線表達(dá)式如下：Bt010t1t01,t,

（B.3）2525如圖B.1a）所示，線性貝塞爾曲線只是兩數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的直線段，而兩數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的值則按線性分布，即如式（B.3）所示。Q1BQ0P0Q1BQ0P0P1 P2a）線性貝塞爾曲線b）二次貝塞爾曲線圖B.1 塞曲示圖二次貝塞爾曲線由兩條線性貝塞爾曲線的線性組合而成，如圖B.1b)所示，對(duì)于點(diǎn)P0、P1和P2定義的二次貝塞爾曲線數(shù)學(xué)定義如下：0 1 Bt)1t2Pt1tP0 1

,t

（B.4）同理，三次貝塞爾曲線由二條二次貝塞爾曲線組合，而每條二次貝塞爾曲線又可由線性貝塞爾曲線組合，如圖B.2所示。P1QP1Q1P2R2Q2R1BQ0P0圖B.2 次塞曲示意圖三次貝塞爾曲線的數(shù)學(xué)定義如下：0 1 2 Bt1t3Pt1t2Pt21tP0 1 2

,t0,1（B.5）該式也可表示為：2626Bt1t

3 t1t2

21t

03 1·3 t 3 3 b3

b3

01b3 0 1 2 33

3 3 iii0

b3Pit,t0,1ibn即伯恩斯坦基多項(xiàng)式，定義如式（B.1）所示。i為描述凹陷的輪廓，則需要根據(jù)變徑檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)將其輪廓曲線分割為若干段貝塞爾曲線，各段曲線的定義如下所示，假設(shè)數(shù)據(jù)點(diǎn)為n＋1個(gè)。S0 (x)S0iiii

nni0

b3P0(x)

x[x0,x1)S(x)

nb3P1(xx

x[x,x)S(x)1

iii

1 1

（B.7）S(x)

nb3Pk(xx)

x[x,x ]n

i0

ii

n n1B樣條曲線的表示方法與貝塞爾曲線類似，即保留了貝塞爾方法的優(yōu)點(diǎn)，又克服了其由于整體表示帶來的不具有局部性質(zhì)的缺點(diǎn)，本質(zhì)上是由若干段貝塞爾曲線構(gòu)成的，但又與普通的分段貝塞爾曲線簡(jiǎn)單拼接不同，可以保證在各曲線段拼接處的二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)。三次B樣條曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：3it)Bj,3t)i3j01

13

1336303433630341

（B.8） t3 t2

t

i1,i,n36其中的基函數(shù)亦可以表示為：

311

0i2 0i3B(t)ti≤t≤ti1i,0

0,其他B(t)tti

(t)tik1tB

,3≥k≥1（B.9）i,k

t

i,k

t

i1,k1 ik i ik 0

i1假定：＝１ 02727以上三次B樣條曲線并不能保證所得曲線經(jīng)過每個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，還需要通過反求控制點(diǎn)的方法保證曲線的插值。三次樣條插值三次樣條具有連續(xù)的一、二階導(dǎo)數(shù)，因此應(yīng)用較為廣泛，雖然三次樣條的三階層數(shù)和高階導(dǎo)數(shù)可能是不連續(xù)的，但其在直觀上并不能覺察到，影響較小，所以可以滿足凹陷輪廓插值要求。假設(shè)檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)沿輪廓曲線分布個(gè)數(shù)為n＋1個(gè)，曲線則被分為n段，每相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間s(xbxi2d4個(gè)待定系數(shù)，所以整個(gè)插值區(qū)間上有4n個(gè)系數(shù)，則需要建立4n個(gè)方程聯(lián)立求解。2n相鄰2個(gè)曲線段在相鄰端點(diǎn)處應(yīng)該一階和二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)，由此可根據(jù)n－1個(gè)相鄰端點(diǎn)確定2n－2個(gè)方程，結(jié)合檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，已得到4n－2個(gè)方程，如公式（B.10）所示。sxi0sxi0sxis'(xi0)s'0,n,ns''0s''sx00sx0sn10sn1

i=1,2,

（B.10）另外2個(gè)約束方程可以由輪廓曲線兩端的邊界條件給出，當(dāng)曲線兩端的徑向位移值給定之后，曲線兩端的邊界條件有如下3類：固支梁邊界條件，即兩端點(diǎn)的一階導(dǎo)數(shù)為定值：s'x00m0,s'xn10彎矩邊界條件，即兩端點(diǎn)的二階導(dǎo)數(shù)為定值：s''x00M0,s''xn10

（B.11）（B.12）特別地，當(dāng)兩端的二階導(dǎo)數(shù)為零時(shí)，即s''x00s''xn100，則稱為自然邊界條件。周期性邊界條件，即兩端點(diǎn)相互連接，具有共同的一階和二階導(dǎo)數(shù)：s'x00s'xn10s''x

0s''

（B.13） 0ss。

n1凹陷二維輪廓表征時(shí)，可根據(jù)變形缺陷內(nèi)檢測(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)中存在的噪聲水平對(duì)凹陷輪廓進(jìn)行平滑或近似處理。信號(hào)處理原則為保留輪廓形狀，保留凹陷深度，從測(cè)量（信號(hào)）數(shù)據(jù)中去除噪聲，產(chǎn)生單調(diào)凹陷輪廓，用于評(píng)估單峰凹陷的特征長度和面積。凹陷輪廓數(shù)據(jù)應(yīng)去除由噪聲或性能不佳傳感器引起的無效數(shù)據(jù)，但不應(yīng)去除凹陷橢圓度信息，2828表征凹陷幾何特征時(shí)應(yīng)包含凹陷處管道的橢圓度。圖B.3 滑陷廓（a）軸輪，（b）向輪廓ILI（B.1ILIB.1B.1B.1B.4B.5特征軸向和橫向長度和面積應(yīng)在上下游方向以及從凹陷最深點(diǎn)開始的順時(shí)針和逆時(shí)針方向確定。）當(dāng)具有多個(gè)管接頭的均勻橢圓形管段包含凹陷時(shí)，應(yīng)根據(jù)管壁恢復(fù)為橢圓形形狀來評(píng)估特征長度。表B.1 凹峰捕凹陷狀需單凹幾何數(shù)約參和狀參計(jì)算軸向長度環(huán)向范圍或?qū)挾容S向區(qū)域環(huán)向區(qū)域2929LAX95%LTR90%AAX85%ATR85%LAX90%LTR85%AAXATR75%LAX85%LTR80%AAXATR60%LAX75%LTR75%AAXATR50%LAX60%LTR70%AAXATR40%LAX50%LTR60%AAXATR30%LAX40%LTR50%AAXATR20%LAX30%LTR40%AAX15%ATR15%LAX20%LTR30%AAX10%ATR10%LAX15%LTR20%--LAX10%LTR15%--LAX5%LTR10%--1（包括軸向和環(huán)向最大凹陷總變形深度。注2：在測(cè)量凹陷形狀的時(shí)，管道的內(nèi)壓應(yīng)該作為特征描述的一部分被收集、記錄和使用。B.1TR”和“AX10%數(shù)中顯示為下標(biāo)的百分比值是指凹陷深度已達(dá)到規(guī)定百分比深度值的位置。例如，LAX是指軸向凹陷長10%10%B.4（一旦確定了幾何軸向長度和橫向長度，基于梯形規(guī)則的方程式（B.14）可用作平滑凹陷輪廓下面積（??）的近似值。A1mxx

y

y

（B.14）2k2

k kk 1

k1其中，m是平滑凹陷輪廓上的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量，（????，????）是輪廓上kth點(diǎn)的坐標(biāo)，（??1，??1）是最深點(diǎn)（凹陷峰）的坐標(biāo)，如圖B.4所示。同樣的定義也適用于環(huán)向輪廓的面積和長度計(jì)算。總凹陷變形深度dtot位置（如縱斷面中所定義）用作在軸向和環(huán)向斷面中測(cè)量的特征長度的參考位置。3030平滑后的凹陷軸向輪廓曲線平滑后的凹陷軸向輪廓曲線AX1mxx

y

y

（B.15）0% 2

k2

k kk 1

k110%（B.15）m10%

位置的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量。平滑后的凹陷環(huán)向輪廓曲線平滑后的凹陷環(huán)向輪廓曲線平滑后的凹陷軸向輪廓曲線m：從凹陷最深點(diǎn)到??????位置的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量 n：從凹陷最深點(diǎn)到位置的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量75% 75%圖B.4 向度積（部和75向橫向度面（部的示圖如果指定深度值的ILIB.53131曲線擬合得到。圖B.5 陷指管變形置少據(jù)況的樣插示例凹陷與溝槽幾何特征參量識(shí)別可通過在線ILI設(shè)備或開挖無損檢測(cè)來識(shí)別凹陷處是否存在溝槽。溝槽會(huì)降低管道凹陷適用性，溝槽特征包括深度和長度、方向、與凹陷位置、根部有無裂紋、以及其他重合特征。如果溝槽不存在裂紋和局部硬化區(qū)，或者可通過打磨去除，則可以采用凹陷與腐蝕重合疲勞壽命評(píng)估方法進(jìn)行處理。如果無法確定溝槽處裂紋和局部硬化區(qū)情況，則可將溝槽視為與凹陷相互作用的裂紋狀特征，用溝槽長度代表裂紋長度，深度0.5mm進(jìn)行疲勞壽命評(píng)估。B.7B.6所示。sg1cosgwsin

90

（B.16）cg1singwcos

90

（B.17）式中：s——溝槽投影后的軸向長度，單位為mm；3232圖B.6 陷溝重特征征意圖圖B.7 槽寸征意圖圖B.7 度向殼軸線平的槽寸征示圖凹陷幾何特征篩選按式（B.18）確定凹陷處計(jì)算壁厚tc，根據(jù)式（B.19）、式（B.20）和式（B.21）進(jìn)行篩選，不滿足的凹陷，應(yīng)進(jìn)行剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)。tctrdFCA

（B.18）DtcLmsdDtc

（B.19）3333Lwmax2tc,25mm

（B.20）式中：tc——mm；

ddp6%

（B.21）trd——遠(yuǎn)離損傷區(qū)域的實(shí)測(cè)壁厚，單位為mm；FCA——未來計(jì)劃運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的腐蝕量，單位為mm；ddp——承壓狀態(tài)下實(shí)測(cè)凹陷深度，單位為mm；Lmsd——凹陷、溝槽或凹陷-溝槽組合到最近總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)處的距離，單位為mm；Lw——凹陷、溝槽或凹陷-溝槽組合到最近焊縫的距離，單位為mm；溝槽幾何特征篩選確定溝槽處最小實(shí)測(cè)壁厚tmm和遠(yuǎn)離金屬減薄區(qū)的實(shí)測(cè)壁厚trd，不滿足式（B.22）的溝槽，應(yīng)根據(jù)GB/T35013，假定溝槽為面型缺陷進(jìn)行剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)。式中：tmm——mm；

grtrd

（B.22）trd——遠(yuǎn)離損傷區(qū)域的實(shí)測(cè)壁厚，單位為mm；gr——溝槽缺陷的半徑，單位為mm；溝槽與凹陷幾何特征重合篩選式中：

dgcdg

（B.23）FCA——未來計(jì)劃運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的腐蝕量，單位為mm；dg——溝槽最大深度，單位為mm；dgc——腐蝕后的溝槽深度，,單位為mm；確定凹陷處計(jì)算壁厚tc，根據(jù)式（B.18）~（B.20）、式（B.24）~式（B.25）進(jìn)行篩選，不滿足的凹陷，應(yīng)進(jìn)行剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)。tmmFCA1.3mm

（B.24）式中：tmm——mm；

dgc

（B.25）FCA——未來計(jì)劃運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的腐蝕量，單位為mm；3434dgc——,ILIILI（IDB.8ILI（NDT）B.8d＜4%OD（OD≤324mm）d＜2.5%OD（OD＞324mm）圖B.8 陷勞紋征識(shí)示圖資為凹陷道尺疲試中產(chǎn)裂。DSAW、SMAW。判斷凹陷與焊縫存在相互作用時(shí)，凹陷疲勞壽命折減至少10倍。凹陷與環(huán)焊縫疲勞相互作用3535公式（B.26）為凹陷與環(huán)焊縫可能相互作用影響管道疲勞壽命的判斷標(biāo)準(zhǔn)。式中：

dcaODb

（B.26）dc——距離凹陷中最深點(diǎn)的軸向距離，單位為mm。如果焊縫與凹陷最深點(diǎn)的距離小于dc，則應(yīng)將其視為相互作用。表3列出了約束凹陷和非約束凹陷的系數(shù)a和b。表B.2 陷環(huán)縫作用數(shù)約束條件環(huán)焊縫相互作用常數(shù)外徑（mm）ab約束凹陷0.41894.6非約束凹陷0.129109.6凹陷與縱焊縫疲勞相互作用B.3表B.3 陷向縫互作參數(shù)約束條件縱焊縫相互作用扇形凹陷最深處的角度（θ）凹陷焊縫相互作用區(qū)度時(shí)鐘位置約束凹陷401.333非約束凹陷301凹陷與螺旋焊縫疲勞相互作用凹陷與環(huán)/縱焊縫的相互作用判斷標(biāo)準(zhǔn)適用于螺旋焊縫。由于螺旋焊縫未與管道軸線對(duì)齊，應(yīng)將B.92dc2θ應(yīng)B.6.1B.6.2節(jié)的規(guī)定。3636凹陷最深點(diǎn)凹陷最深點(diǎn)凹陷與螺旋焊縫未相互作用相互作用區(qū)域圖B.9 旋縫交區(qū)定義ILI（）（目前仍無凹陷與腐蝕位置相互作用判斷標(biāo)準(zhǔn)，可采用B.6節(jié)凹陷與焊縫的相互作用判斷標(biāo)準(zhǔn)（見圖B.9）。如果腐蝕特征的任何部分在相互作用區(qū)內(nèi)，則腐蝕與凹陷相互作用，凹陷疲勞壽命會(huì)降低。深度小于管道壁厚30%的腐蝕與凹陷相互作用對(duì)疲勞壽命影響可使用公式（B.27）進(jìn)行評(píng)估判斷。深度超過管道壁厚30%的腐蝕與凹陷相互作用對(duì)疲勞壽命影響可采用有限元仿真模擬和斷裂力學(xué)相結(jié)合的方式進(jìn)行評(píng)估。F FFKt t

（B.27）式中：RFLTA——疲勞壽命折減系數(shù)；

LTA sf sf nomLTARFWT——管道凹陷處局部壁厚減薄效應(yīng)；RFsf——管道凹陷處表面光潔度效應(yīng)；Ksf——疲勞強(qiáng)度折減系數(shù)，一般可取1.24；tnom——未腐蝕區(qū)域管道壁厚，單位為mm；tLTA——腐蝕區(qū)域管道減薄最小壁厚，單位為mm。3737附 錄 C（規(guī)范性）凹陷篩選液體和氣體管道凹陷篩選準(zhǔn)則如圖C.1和圖C.21、12與氣體管道相比，液體管道在管段間的壓力變化范圍更大，最大正常工作壓力更低，壓力循環(huán)次數(shù)更多，因此，液體管道通常比氣體管道更易受到疲勞損傷。圖C.1 體道陷選流程3838圖C.2 體道陷復(fù)準(zhǔn)則C.1C.2C.3C.1至C.3C.4MAOPTR3939凹陷是凹陷是否金屬損失？平滑凹陷評(píng)價(jià)方法是否溝槽？凹陷和腐蝕重合評(píng)價(jià)方法金屬損失類型否否是嚴(yán)重？現(xiàn)場(chǎng)開挖檢驗(yàn)和適用性評(píng)價(jià)響應(yīng)時(shí)間評(píng)價(jià)凹陷嚴(yán)重性圖C.1 陷選流程4040含金屬損失含金屬損失凹陷是ILI能夠識(shí)別金屬損失類型否ILI確定金屬損失類型是溝槽4因子成立否腐蝕檢查以下因子：凹陷最深點(diǎn)的金屬損失2/3位置的凹陷（84點(diǎn)鐘凹陷形狀為長褶皺狀或金屬損失為凹槽（長軸/短軸>3）4）Hm/D<0.0725-0.075×（σh/SMYS）Hm=測(cè)得的凹陷深度D=管道外徑σh=ILI中的環(huán)向應(yīng)力圖C.2 金損（槽或蝕凹的選流程4141凹陷凹陷是多個(gè)頂點(diǎn)？否ILI顯示尖銳凹陷或應(yīng)變不可接受？否是存在開裂跡象？否縫或環(huán)焊縫是焊縫無塑性？否否否凹陷深度d>2%OD是不嚴(yán)重嚴(yán)重圖C.3 滑陷重度篩子程4242含溝槽凹陷管體FSECVN<12ft-lb或 是FWT85%SATT<150FILIam（ILI未檢測(cè)到深度為ILIam（ILI未檢測(cè)到深度為1.3mm）分析用溝槽深度：a=am+0.5mmILI凹陷深度，Hr分析用凹陷深度H=Hr/0.7計(jì)算f=(a/t)+[4.5×(H/D)]t為管道壁厚，D為管道直徑f0=0.24-[0.226×(σh/SMYS)]；σh為運(yùn)行最大環(huán)向應(yīng)力否接受 f>f0是溝槽壽命（如果管道壽 命未知）>50年fdfd=0.24-[0.179×（σh/SMYS）]σh為運(yùn)行最大環(huán)向應(yīng)力否TR=50/Neq-Age

f>fd

是 開挖檢驗(yàn)和適用性評(píng)價(jià)在TR之前檢查

否 是TR<0圖C.4 然管含槽凹陷的應(yīng)間選核實(shí))4343SSI分析含凹陷管段的時(shí)間-壓力載荷譜，得到壓力譜嚴(yán)重性指數(shù)（SSI），利用表C.2判斷不同深度凹陷的下限疲勞壽命，未超過設(shè)計(jì)年限或預(yù)期使用年限的凹陷，應(yīng)進(jìn)行適用性評(píng)價(jià)。表C.2適用于所有約束和非約束凹陷的疲勞壽命篩選。如果正在評(píng)估的凹陷SSI超過2000，可通過外推進(jìn)行評(píng)估。存在與焊縫或腐蝕等減薄缺陷重合的凹陷，可考慮疲勞折減系數(shù)后進(jìn)行篩選。表C.1 陷勞命嚴(yán)重篩標(biāo)準(zhǔn)SSI（每年以90MPa環(huán)向應(yīng)力循環(huán)波動(dòng)的次數(shù))凹陷深度dtot/OD×100（%）d<1.0d<1.5d<2.0d<3.0d<4.0d<5.0d<7.0疲勞壽命（年）105,6925,2764,8993,9643,7053,2523,053301,8971,7591,6331,3211,2351,0841,018501,1381,055980793741650611708137547005665294654369063258654444041236133911051748044536033729627813043840637730528525023515037935232726424721720420028526424519818516315330019017616313212410810240014213212299938176500114106987974656175076706553494341100057534940373331125046423932302624150038353326252220175033302823211917200028262420191615根據(jù)凹陷的相對(duì)深度劃分為“淺凹陷”或“深凹陷”?！皽\凹陷”定義為：a）管道外徑OD≤324mm，凹陷深度d＜4%OD；b）管道外徑OD＞324mm，凹陷深度d＜2.5%OD；所有其他情況，被確定為“深凹陷”。對(duì)于淺凹陷和所有無約束凹陷，可使用公式（C.1）計(jì)算以年為單位的下限疲勞壽命：M10Log10refKMaxM10FatigueLife (C.1）SSI式中：4444SSI——壓力譜嚴(yán)重性指數(shù)；Log10C——S-N曲線截距（refMPaLog10C=12.6007）；M——S-N曲線斜率；ref——參考環(huán)向應(yīng)力范圍（ref=90MPa）；KMax——凹陷特征的最大應(yīng)力放大系數(shù)。對(duì)于非約束凹陷，壓力＞20%PSMYS時(shí)，KMax=7.5[1-M Mexp(-0.065OD/t)]，壓力≤20%PSMYS時(shí)，KMax=9.4[1-exp(-0.045OD/t)]；對(duì)于約束凹陷，KMaxM M=0.1183(OD/t)-1.146。公式（C.1）適用于OD/t為20-130的各種規(guī)格管道。目前，還未開發(fā)出深凹陷的類似篩選方法。有限元建模篩選方法利用SCF-SCF10-1：SCF4545附 錄 D（規(guī)范性）凹陷適用性評(píng)價(jià)方法基于凹陷形狀輪廓的應(yīng)變?cè)u(píng)估方法管道凹陷應(yīng)變計(jì)算流程檢測(cè)數(shù)據(jù)輪廓描述凹陷的應(yīng)變：徑向應(yīng)變和環(huán)向應(yīng)變；每個(gè)方向的應(yīng)變：薄膜應(yīng)變和彎曲應(yīng)變?；趹?yīng)變準(zhǔn)則的含凹陷管道計(jì)算流程見圖檢測(cè)數(shù)據(jù)輪廓描述凹陷的應(yīng)變：徑向應(yīng)變和環(huán)向應(yīng)變；每個(gè)方向的應(yīng)變：薄膜應(yīng)變和彎曲應(yīng)變。凹陷輪廓的描述：采用擬合或插值方法；常用的插值方法：貝爾曲線、B樣條、樣條插值凹陷輪廓的描述：采用擬合或插值方法；常用的插值方法：貝爾曲線、B樣條、樣條插值應(yīng)變計(jì)算圖D.1 于變則含凹管計(jì)流程管道凹陷應(yīng)變計(jì)算凹陷的應(yīng)變分為環(huán)向應(yīng)變和軸向應(yīng)變，每個(gè)方向應(yīng)變又由薄膜應(yīng)變和彎曲應(yīng)變組成，如圖D.2管道環(huán)向薄膜應(yīng)變彎曲應(yīng)變管道環(huán)向薄膜應(yīng)變彎曲應(yīng)變環(huán)向應(yīng)變彎曲應(yīng)變薄膜應(yīng)變壁厚軸向應(yīng)變壁厚圖D.2 陷域應(yīng)組成凹陷環(huán)向彎曲應(yīng)變、軸向彎曲應(yīng)變以及軸向薄膜應(yīng)變計(jì)算見式（D.1）：4646t

1 1 t1

1d21

，2

，3

（D.1）2R0

R1

2R2

2L式中：ε1——環(huán)向彎曲應(yīng)變；ε2——軸向彎曲應(yīng)變；ε3——軸向薄膜應(yīng)變；t——管道壁厚，mm；R0——管道內(nèi)半徑，mm；R1——管道橫截面曲率半徑，mm；R2——管道軸向面曲率半徑，mm；L——凹陷長度，mm；d——凹陷深度，mm。兩個(gè)曲率半徑的定義如圖D.3所示，對(duì)于環(huán)向曲率半徑，當(dāng)曲率圓圓心在管道軸線一側(cè)時(shí)取正值，否則取負(fù)值；而對(duì)于軸向曲率半徑，一般均為內(nèi)凹，取為正值。圖D.3 率徑定義凹陷處的總等效應(yīng)變表達(dá)式為：

22x xy

（D.2）式中：eq——凹陷處總等效應(yīng)變；x——管道軸向總應(yīng)變，，x23；y——管道環(huán)向總應(yīng)變，y1，“”分別表示所求軸向應(yīng)變和環(huán)向應(yīng)變?yōu)楣艿纼?nèi)表面或者外表面應(yīng)變。4747將式（D.1）中各應(yīng)變值代入式（D.2）得到管道內(nèi)、外表面的等效應(yīng)變： 2

122in 1 1 2 3 2 3 1

（D.3） 222out 1 1 2 3 2 3 式中：in——管道內(nèi)表面等效應(yīng)變；out——管道外表面等效應(yīng)變。評(píng)價(jià)凹陷時(shí)，取內(nèi)、外表面應(yīng)變值中的較大值：xxn,t

（D.4）式中：max——管道內(nèi)外表面最大應(yīng)變值。凹陷輪廓曲線的曲率極坐標(biāo)系下環(huán)向曲率半徑R1：R1

(((()2'()2)3/2)22)2))

（D.5）式中：——極坐標(biāo)系中的極角，3.14x/180，x為直角坐標(biāo)系中的橫軸；()——插值得到的二維輪廓曲線在極坐標(biāo)系下的表達(dá)式；0——凹陷頂點(diǎn)處環(huán)向角度值，應(yīng)根據(jù)環(huán)向檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的定位方法確定取值。直角坐標(biāo)系下軸向曲率半徑R2：3R(1s(x)'2)22 s(x)''

x

（D.6）式中：s（x）——插值得到的二維輪廓曲線表達(dá)式；x0——凹陷頂點(diǎn)處的軸向坐標(biāo)，應(yīng)根據(jù)軸向檢測(cè)數(shù)據(jù)范圍確定取值。利用插值法計(jì)算輪廓曲線的方法可以參照下面方法進(jìn)行。凹陷延性損傷失效指標(biāo)（DFDI）計(jì)算延性損傷失效是由材料微觀尺度上孔洞的萌生、生長和合并以及大塑性變形期間裂紋的形成造成的?？傃有該p傷失效DFDI用于評(píng)估所經(jīng)歷的總損傷，可通過公式（D.7）計(jì)算：eqf

(D.7）當(dāng)DFDI≥1時(shí)，將發(fā)生韌性破壞或凹陷（裂紋）破壞。為了計(jì)算DFDI，需要進(jìn)行有限元分析，提取凹陷變形各節(jié)點(diǎn)的三個(gè)主應(yīng)力和等效塑性應(yīng)變。其目的是準(zhǔn)確反映凹陷區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)。假設(shè)4848未考慮其他因素，則可使用適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)與DFDI。DFDI≤0.6作凹陷裂紋萌生安全性的保守指標(biāo)。根據(jù)管道承載特征，將上式簡(jiǎn)化，以確定DFDI參數(shù)的上限和下限值。假設(shè)雙軸向載荷（σ1≠0，σ2=σ1，σ3=0）給出了DFDI的上限值，或假設(shè)單軸向載荷條件（σ1≠0，σ2=0，σ3=0）給出了DFDI的下限值。簡(jiǎn)化后的公式（D.8）和（D.9）可用于評(píng)估承受內(nèi)壓的薄壁管道凹陷形狀的塑性損傷程度，且不需要詳細(xì)的有限元模型。DFDI

eq

（D.8）DFDI

01.65eq

（D.9）式中：

lower

00——材料早期開裂的臨界應(yīng)變，通常在典型管線鋼的0.3～0.6范圍內(nèi)。eq——凹陷處總等效應(yīng)變；使用三維凹陷輪廓數(shù)據(jù)和基于曲率的應(yīng)變方法，利用凹陷的最大等效應(yīng)變和材料的臨界應(yīng)變，計(jì)算出上下限D(zhuǎn)FDI值。管道材料的臨界應(yīng)變是使用專用拉伸試驗(yàn)機(jī)測(cè)量的真實(shí)應(yīng)變。可利用材料在頸縮前后的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變行為來確定臨界應(yīng)變，代表了在微孔合并后裂紋萌生的開始。為了測(cè)量非均勻拉伸（頸縮）區(qū)域的真實(shí)應(yīng)變，可采用數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC），在位移的基礎(chǔ)上記錄一系列圖像。采用同步系統(tǒng)測(cè)量載荷位移數(shù)據(jù)和這里需要的試件圖像。通過圖像對(duì)比分析試樣徑向半徑r的變化，如圖D.4。真實(shí)應(yīng)變計(jì)算見公式（D.10）r02lnr00

（D.10）圖D.4 伸樣始向徑r0和縮徑r真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線也可通過工程應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)近似轉(zhuǎn)化得到，如圖D.5。單調(diào)拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線中的第一個(gè)拐點(diǎn)是頸縮的開始，第二個(gè)拐點(diǎn)是代表啟裂開始，可通過斜率的變化確定。如果數(shù)據(jù)有噪聲，可以使用其他非線性曲線擬合方法來識(shí)別斜率變化。4949圖D.5 于程力變曲確定0凹陷應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)，無論是基于幾何還是基于有限元分析，都是以真實(shí)應(yīng)變?yōu)榛A(chǔ)的。在使用損傷分析方法時(shí)，應(yīng)適用真實(shí)應(yīng)力-真實(shí)應(yīng)變材料特性，如果工程應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)與DFDI方法一起使用，結(jié)果偏于保守。凹陷與溝槽重合時(shí)的剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)適用條件適用條件如下：失效應(yīng)力計(jì)算管道凹陷與溝槽具有重合特征時(shí)的失效應(yīng)力表達(dá)式如下：arccosexp 1RSF2 C1C3arccosexp 1

（D.11）式中：

2 2

CtcC1CEU112dgc

（D.12）5050

CY11.8dd0Y10.2dd0

（D.13）2 1 D 2 c 3 ClnU21.93

（D.14）0.57 1.15 1dgc

（D.15）ys

tc1 gcgc23Y1.120.231 gcgc23

gc10.6d

21.7d

30.4d

4gc（D.16）gc t

tc2 gcgcgc234Y1.121.39dgc7.32d2 gcgcgc234

13.1d

14.0d （D.17）tc

tc式中：ACVN——2/3夏比沖擊試樣的斷口面積，ACVN=53.33mm2；CVN——2/3夏比沖擊試樣沖擊功，單位為J；U1，U2——轉(zhuǎn)換系數(shù)，U1=113，U2=0.738；Y1，Y2——計(jì)算凹陷-溝槽組合的RSF時(shí)所用參數(shù);——凹陷-溝槽組合中計(jì)算剩余強(qiáng)度的中間參量，單位為MPa；σys——管材屈服強(qiáng)度，單位為MPa；E——管材彈性模量，MPa；D——管道內(nèi)直徑，mm；t——管道壁厚，mm；tc——評(píng)價(jià)用計(jì)算壁厚，tc=trd-FCA，單位為mm；trd——遠(yuǎn)離損傷區(qū)域的實(shí)測(cè)壁厚，單位為mm；FCA——未來計(jì)劃運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的腐蝕量，單位為mm；dd0——無內(nèi)壓時(shí)的凹陷深度，一般為有內(nèi)壓時(shí)深度的1.43倍，單位為mm；dgc——腐蝕后的溝槽深度，單位為mm。評(píng)價(jià)準(zhǔn)則如果RSF≥RSFa（RSFa一般為0.9），且Pmax可接受，則評(píng)價(jià)通過。如果RSF＜RSFa，則按式（D.18）計(jì)算Pmax。如果管道的運(yùn)行壓力不大于Pmax，則評(píng)價(jià)通過。r rPmaxPmaxRSF

（D.18）r RSF a凹陷疲勞壽命評(píng)價(jià)15151適用條件。1多峰值凹陷特征；凹陷長度方向與管道中心軸夾角大于30D.6所示；凹陷與鑿痕、裂紋等特征重合，且相互作用。20%凹陷深度輪廓內(nèi)最遠(yuǎn)上游點(diǎn)

凹陷和管道縱軸的夾角

凹陷輪廓占總凹陷變形深度的20%20%凹陷深度輪廓內(nèi)最遠(yuǎn)下游點(diǎn)圖D.6 陷度向管道心夾示圖評(píng)價(jià)步驟。確定凹陷類型，判斷凹陷的約束狀況和深度特征。凹陷形成過程。首先在壓頭接觸點(diǎn)處壓扁管道，然后隨著凹陷形成的繼續(xù)，管壁曲率反向。凹陷對(duì)內(nèi)壓波動(dòng)的響應(yīng)在管壁曲率變化的上下深度不同。通過將凹陷特征的相對(duì)深度定義為“淺”或“深”來識(shí)別響應(yīng)的變化，見圖D.3。淺凹陷定義為：OD≤324mmd＜4%OD；OD＞324mmd＜2.5%OD；所有其他情況，凹陷被確定為深凹陷。確定凹陷特征長度和面積、約束參數(shù)、形狀參數(shù)；采用雨流計(jì)數(shù)法計(jì)算得到管道壓力范圍直方圖；確定管道最為頻繁和代表性的壓力范圍，得到最大、最小和平均壓力值，利用D.4.3節(jié)公式（D.19）計(jì)算凹陷疲勞壽命；根據(jù)疲勞壽命結(jié)果，確定減緩和修復(fù)措施優(yōu)先級(jí)。疲勞壽命越低，措施優(yōu)先級(jí)越高。2A2A多峰值凹陷特征；凹陷長度方向與管道中心軸夾角大于30D.6所示。評(píng)價(jià)步驟。5252D.4.1.2a）-c）；確定每個(gè)壓力范圍的最大和最小壓力，計(jì)算平均壓力；利用D.4.3中公式（D.19）計(jì)算所有壓力范圍的凹陷疲勞壽命，并求得所有壓力范圍組合的總疲勞損傷次數(shù)，即凹陷可接受的疲勞壽命；當(dāng)計(jì)算得到的凹陷總疲勞損傷次數(shù)大于或等于過去和未來預(yù)期循環(huán)次數(shù)之和，則管道凹陷可以繼續(xù)運(yùn)行。否則，應(yīng)采取減緩措施或修復(fù)；根據(jù)疲勞壽命結(jié)果，確定減緩和修復(fù)措施優(yōu)先級(jí)。疲勞壽命越低，措施優(yōu)先級(jí)越高。12AS-N的疲勞壽命（SP）SP方程和相關(guān)參數(shù)是基于不同壓（范圍在10%SMYS–80%SMYS10%SMYS28S-N（D.19）與凹陷形狀參數(shù)建立關(guān)系。式中：

NASPB

（D.19）N——在給定的壓力范圍和平均壓力下，凹陷的疲勞壽命；SP——是凹陷形狀參數(shù)；A和B——與疲勞壽命相關(guān)的形狀參數(shù)系數(shù)和指數(shù)，是壓力范圍的函數(shù)。D.1D.2D.328種壓力范圍組合的深約束、淺約束、以及無約束凹陷形狀參數(shù)10%SMYS80%SMYS范圍的循環(huán)壓力范圍。對(duì)于小于10%SMYS的壓力范圍，10%SMYSPmin=1%PSMYSPmax=9%PSMYS，10%-20%PSMYS的循環(huán)。凹陷形狀因子和形狀參數(shù)計(jì)算SP計(jì)算。根據(jù)凹陷約束條件，形狀參數(shù)（SP）由公式（D.20）和公式（D.21）定義：D1/4 SPRxL(1R)xHt （約束凹陷） （D.20 式中：

SPRxL(1R)xH

（非約束凹陷） （D.21） mGSF——FSS

，其中，約束凹陷m=4，非約束凹陷m=8；

358R——一無量綱擬合參數(shù)，用于說明壓力范圍和平均壓力，R與壓力系數(shù)PF呈線性相關(guān)，如等式（D.22）所示。5353R2.3053PF

（D.22）壓力系數(shù)PF是循環(huán)壓力的平均壓力和壓力范圍的函數(shù)，疲勞壽命由公式（D.23）計(jì)算：

1/3PFPmeanP2

max min2P2 SMYS SMYSPSMYS

2tSMYSD

（D.23）2式中：

PPmaxPminPmax和Pmin——給定壓力循環(huán)的最大和最小壓力值，MPa；t——管道壁厚，mm；OD——管道外徑，mm；SMYS——為管道鋼種的規(guī)定最小屈服強(qiáng)度，MPa。XHXL計(jì)算。形狀因子XH和XL根據(jù)形狀參數(shù)與最高壓力范圍（即10%至80%PSMYS）和最低壓力范圍（即10%至20%PSMYS）的疲勞壽命之間的最佳擬合確定。形狀因子取決于凹陷類型和約束條件。對(duì)于“深約束凹陷”，形狀因子由方程式（D.24）計(jì)算。AAXAAX30%AAXAAX30% 75%

1/2txt

L75%L AX 75%

75%

（D.24） AAX

3/

LTRx10% 75%H

LAX10% 75% 75%對(duì)于“淺約束凹陷”，形狀因子由方程式（D.25）計(jì)算。AAXAAX30%AAXAAX30% 75%

1/2txt

L75%L AX 75%

75%

（D.25）LTR

1/2 x10 H 15%對(duì)于“非約束凹陷”，形狀因子由公式（D.26）計(jì)算。AAXAAX

3/2L x104L

85% 75%t2D

85%LTR 75%

85%

（D.26） AAX

3/2x104

75% 75%

75%H H tD

LTR 75% 75% 75%式（D.24）~式（D.26）是無量綱的，單位應(yīng)與輸入?yún)?shù)一致。凹陷軸向和環(huán)向特征長度和面積由附錄B的表B.1確定。5454對(duì)于“非約束凹陷”，式（D.26）中λL和λH是考慮無約束凹陷輪廓隨管道內(nèi)壓變化的標(biāo)度因子，與對(duì)應(yīng)凹陷輪廓的壓力和疲勞壽命計(jì)算循環(huán)壓力中的平均壓力相關(guān)。D.4.3.2節(jié)提供了標(biāo)度因數(shù)λL和λH的列表數(shù)據(jù)。由于凹陷的幾何長度和面積是通過凹陷的最深點(diǎn)從軸向和橫向剖面中提取的，因此上述方程不適用于與管道縱軸成一定角度的凹陷。表D.1 約凹的狀參系數(shù)壓力范圍（%SMYS）Pmin（%SMYS）Pmax（%SMYS）Log10（A）B10-2010206.087286-0.7729510-3010305.284836-0.6618810-4010404.86638-0.5854610-5010504.577582-0.5496810-6010604.338077-0.5434310-7010704.105337-0.5664810-8010803.82946-0.6164120-3020306.180877-0.7278220-4020405.357296-0.6534320-5020504.892771-0.6047920-6020604.540423-0.5826920-7020704.245734-0.620-8020803.941286-0.6507330-4030406.249759-0.6757730-5030505.376493-0.6326930-6030604.859268-0.6024730-7030704.475213-0.6225530-8030804.134066-0.6705240-5040506.283445-0.6318140-6040605.371298-0.6188640-7040704.839027-0.6313240-8040804.423944-0.6710250-6050606.309135-0.6195250-7050705.392675-0.6381150-8050804.833223-0.6691460-7060706.35062-0.6284260-8060805.413163-0.6590970-8070806.376762-0.631515555表D.2 約凹的狀參系數(shù)壓力范圍（%SMYS）Pmin（%SMYS）Pmax（%SMYS）Log10（A）B10-2010206.342043-0.8218710-3010306.149283-1.1709810-4010405.914356-1.1420810-5010505.708447-1.0899510-6010605.512077-1.0426110-7010705.32531-0.9814610-8010805.146662-0.9298220-3020306.737873-0.9654220-4020406.248888-1.0134520-5020505.901884-0.9802320-6020605.633344-0.9343620-7020705.408481-0.9022820-8020805.216608-0.8653130-4030406.86232-0.8696830-5030506.239655-0.868330-6030605.831431-0.8338830-7030705.535724-0.8072130-8030805.302897-0.7858840-5040506.901113-0.7499640-6040606.199851-0.7351840-7040705.778151-0.7350840-8040805.491595-0.7261550-6050606.964654-0.7136750-7050706.250652-0.7331950-8050805.839225-0.7374660-7060707.033692-0.742760-8060806.328691-0.7490370-8070807.113349-0.79059表D.3 約凹的狀參系數(shù)壓力范圍（%SMYS）Pmin（%SMYS）Pmax（%SMYS）Log10（A）B10-2010206.06056-0.4229810-3010305.185339-0.4034565610-4010404.710772-0.3850710-5010504.3