油氣管道完整性管理培訓(xùn)

1、中國(guó)石油大學(xué) 朱紅衛(wèi),油氣管道風(fēng)險(xiǎn)與完整性,Content,01,02,03,04,油氣管道事故統(tǒng)計(jì)與分析,管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工程方法,管道完整性管理,總結(jié),主要內(nèi)容,美國(guó)管道事故統(tǒng)計(jì),危險(xiǎn)液體管道,氣體管道,（所有事故）,美國(guó)管道事故統(tǒng)計(jì),危險(xiǎn)液體管道,氣體管道,（嚴(yán)重事故）,美國(guó)管道事故統(tǒng)計(jì),危險(xiǎn)液體管道,氣體管道,（重大事故）,美國(guó)管道事故統(tǒng)計(jì)重大事故后果統(tǒng)計(jì),EGIG 9th,失效頻率,失效頻率,EGIG 9th,事故原因分布,各失效原因的年發(fā)生頻率,EGIG 8th,外力破壞，泄漏口大小和管徑,外力破壞和管徑,外力破壞和埋深,外力破壞，泄漏口大小和埋深,EGIG 8th,腐蝕和年份,內(nèi)外腐

2、蝕分布,腐蝕、泄漏口和年份,腐蝕失效和涂層類型,瀝青,煤焦油,未知,環(huán)氧樹(shù)脂,聚乙烯,EGIG 8th,施工缺陷/材料失效，泄漏口大小和年份,施工缺陷/材料失效和失效頻率,Hot-tap made by error和管徑,Hot-tap made by error ，泄漏口大小和管徑,EGIG 9th,管道老齡化,EGIG 9th,管道老齡化,海底管道事故統(tǒng)計(jì),1967-2012年墨西哥灣共發(fā)生海底管道泄漏事故184起，其中泄漏量1049bbl的事故104起（56.5%）；泄漏量50bbl以上的事故80起（43.5%）。 事故發(fā)生率為4起/年，其中1049bbl的事故2.3起/年，50bbl以

3、上的事故1.7起/年。 設(shè)備故障與外力是引起墨西哥灣海底管道泄漏的最主要原因，分別占34.3%和33.4%，其次是天氣因素、颶風(fēng)和人為失誤，分別占19.2%、7.8%和4.5%，最后是撞擊、井噴和火災(zāi)，各占0.3%。,14,海底管道事故統(tǒng)計(jì),墨西哥灣海底管道泄漏事故平均水深336.7ft(102.6m)。 事故水深分布比例和離岸距離分布比例如下圖。 水深30.4891.44m(100300ft)，距離海岸032.2km(020mi)是事故高發(fā)區(qū)海域。,15,海底管道事故統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)：19952012年共發(fā)生海底管道泄漏事故21起，平均1.17起/年。,事故原因分布 第三方破壞事故7起，占12%；

4、 沖刷懸空事故3起，占5%； 腐蝕和自然災(zāi)害各2起，占3%； 人為失誤1起，占2%； 未知原因事故6起，占10%。,事故海域分布 南海海域發(fā)生的事故次數(shù)最多，為9起，占38%； 渤海海域發(fā)生海底管道泄漏事故8起，占33%； 東海海域4起，占17%。 輸送介質(zhì) 天然氣泄漏4起，占19%； 油品泄漏17起，占81%。,16,國(guó)內(nèi)管道事故統(tǒng)計(jì),據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自1995年至2012年，全國(guó)共發(fā)生各類管道安全事故1000多起。 中國(guó)油氣管道事故率平均3次/1000千米年，遠(yuǎn)高于美國(guó)的0.5次/1000千米年。 中國(guó)在1998年前建成的管道只有2.34萬(wàn)公里。也就是說(shuō)，目前服役的管道中78%使用時(shí)間不足1

5、5年。 統(tǒng)計(jì)6年9起地下管道爆炸事故：管線自身的老舊、腐蝕是元兇之一，但并非管線事故主因。除去3起未公布事故原因外，超過(guò)8成為外力人為破壞，“施工失誤”、“違規(guī)作業(yè)”等是造成事故的主要原因。 通過(guò)梳理歷年來(lái)的重大爆炸事故得出結(jié)論：第三方施工破壞、建筑物占?jí)汗艿阑蚪ㄖ锞嚯x管道太近等現(xiàn)象應(yīng)引起重視。,17,國(guó)內(nèi)管道事故統(tǒng)計(jì),18,Content,01,02,03,04,油氣管道事故統(tǒng)計(jì)與分析,管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工程方法,管道完整性管理,總結(jié),主要內(nèi)容,工程方法,01,02,03,04,直接評(píng)價(jià)（油水鋼管內(nèi)腐蝕）,直接評(píng)價(jià)（鋼管外腐蝕）,直接評(píng)價(jià)（干氣和濕氣管道內(nèi)腐蝕）,缺陷評(píng)價(jià),風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工程方法,05

6、,指數(shù)法評(píng)價(jià),直接評(píng)價(jià),內(nèi)檢測(cè)ILI,指數(shù)評(píng)價(jià),內(nèi)腐蝕 外腐蝕,壽命評(píng)價(jià) 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),內(nèi)檢測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),缺陷評(píng)價(jià),無(wú)內(nèi)檢測(cè),基于規(guī)范 基于有限元,22,直接評(píng)價(jià)適用范圍：只限于評(píng)價(jià)三種具有時(shí)效性的缺陷，即外腐蝕、內(nèi)腐蝕和應(yīng)力腐蝕。 直接評(píng)價(jià)一般在管道處于如下?tīng)顩r下選用： 1）不具備內(nèi)檢測(cè)或壓力試驗(yàn)實(shí)施條件的管道； 2）不能確認(rèn)是否能夠?qū)嵤毫υ囼?yàn)或內(nèi)檢測(cè)的管道； 3）使用其它方法評(píng)價(jià)需要昂貴改造費(fèi)用的管道； 4）確認(rèn)直接評(píng)價(jià)更有效，能夠取代內(nèi)檢測(cè)或壓力試驗(yàn)的管道。,直接評(píng)價(jià),預(yù)評(píng)價(jià),01,間接檢 測(cè)與評(píng)價(jià),02,直接檢 測(cè)與評(píng)價(jià),03,1：準(zhǔn)備工作包括1)資料及數(shù)據(jù)收集2)檢測(cè)方法及儀器要求3)

7、ICDA 可行性評(píng)價(jià)4)ICDA 管段劃分。 2：開(kāi)展地面檢測(cè)，結(jié)合歷史記錄，初步確定內(nèi)腐蝕分布及程度。 3：依據(jù)間接檢測(cè)結(jié)果，確定開(kāi)挖數(shù)量及順序，進(jìn)行開(kāi)挖檢測(cè)、腐蝕管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)、分析腐蝕原因，并對(duì)間接檢測(cè)分級(jí)準(zhǔn)則進(jìn)行修正。 4：評(píng)價(jià)ICDA 的有效性和確定再評(píng)價(jià)時(shí)間。,后評(píng)價(jià),04,直接評(píng)價(jià)（油水鋼管內(nèi)腐蝕）,評(píng)價(jià)流程,內(nèi)腐蝕和防護(hù)日常檢測(cè)及調(diào)查數(shù)據(jù),腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),原始壁厚管徑，高程、走向,介質(zhì)，運(yùn)行參數(shù)和輸送方式,內(nèi)防腐層種類厚度補(bǔ)口施工工藝,管道施工概況,化學(xué)藥劑種類加注方式位置,腐蝕泄漏事故，失效案例和維修,智能清管器內(nèi)檢測(cè)試壓檢測(cè),其它數(shù)據(jù)資料,預(yù)評(píng)價(jià)資料及數(shù)據(jù),1,2,3,4,

8、5,6,7,9,10,8,直接評(píng)價(jià)（油水鋼管內(nèi)腐蝕）,預(yù)評(píng)價(jià)：收集數(shù)據(jù)資料,瞬變電磁檢測(cè),超聲導(dǎo)波檢測(cè),超聲檢測(cè),單根或間距大于2 倍埋深的平行管道管壁減薄率的檢測(cè)。不適用于點(diǎn)蝕檢測(cè) 不需開(kāi)挖，檢測(cè)方便快捷,管道橫截面積損失率的檢測(cè) 需開(kāi)挖探坑，檢測(cè)效率較低，一般檢測(cè)距離為幾十米，需去除探頭安裝處防腐層，可較準(zhǔn)確地測(cè)定橫截面積損失率,管道剩余壁厚的檢測(cè) 同超聲導(dǎo)波檢測(cè),預(yù)評(píng)價(jià)：選擇檢測(cè)方法,直接評(píng)價(jià)（油水鋼管內(nèi)腐蝕）,適用范圍,特點(diǎn),ICDA 管段劃分點(diǎn),1 管徑、壁厚變化點(diǎn)。 2 管輸介質(zhì)交接點(diǎn)。 3 化學(xué)藥劑注入點(diǎn)。 4 清管器操作點(diǎn)（發(fā)射/ 接收點(diǎn)）。 5 流速明顯變化點(diǎn)。 內(nèi)防護(hù)措施明

9、顯變化點(diǎn)。,直接評(píng)價(jià)（油水鋼管內(nèi)腐蝕）,預(yù)評(píng)價(jià)：劃分管段,瞬變電磁檢測(cè),超聲導(dǎo)波檢測(cè),其它檢測(cè)方法,分析法,瞬變電磁法檢測(cè)平均管壁減薄率,對(duì)存在強(qiáng)電磁干擾、同溝敷設(shè)、套管及彎頭等特殊部位，可用超聲導(dǎo)波方法進(jìn)行管壁橫截面積損失率檢測(cè),其他間接檢測(cè)方法,如不具備管道檢測(cè)條件，可根據(jù)收集的數(shù)據(jù)對(duì)影響管道內(nèi)腐蝕的主要因素進(jìn)行分析，判斷管道發(fā)生內(nèi)腐蝕較嚴(yán)重的位置。,直接評(píng)價(jià)（油水鋼管內(nèi)腐蝕）,間接檢測(cè)與評(píng)價(jià)：間接檢測(cè),目的：判斷內(nèi)腐蝕較嚴(yán)重部位,間接檢測(cè)與評(píng)價(jià)：間接評(píng)價(jià),直接評(píng)價(jià)（油水鋼管內(nèi)腐蝕）,管體金屬損失率評(píng)價(jià)分級(jí),根據(jù)管體金屬損失率的分級(jí)，結(jié)合管道外腐蝕檢測(cè)及評(píng)價(jià)結(jié)果，識(shí)別和分析內(nèi)腐蝕可能較嚴(yán)重

10、的位置。,確定開(kāi)挖數(shù)量及順序,1,2,3,4,5,開(kāi)挖檢測(cè),腐蝕管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià),腐蝕原因分析,間接評(píng)價(jià)分級(jí)準(zhǔn)則的修正,直接評(píng)價(jià)（油水鋼管內(nèi)腐蝕）,直接檢測(cè)與評(píng)價(jià)：步驟,目的：結(jié)合間接檢測(cè)與評(píng)價(jià)結(jié)果，確定管道內(nèi)腐蝕發(fā)生較嚴(yán)重的點(diǎn)，檢測(cè)腐蝕狀況，進(jìn)行管體剩余強(qiáng)度的評(píng)價(jià)。,直接檢測(cè)與評(píng)價(jià)：開(kāi)挖數(shù)量及順序,直接評(píng)價(jià)（油水鋼管內(nèi)腐蝕）,注意：有“前科”的點(diǎn)，有效性檢驗(yàn)點(diǎn),后評(píng)價(jià)：步驟,直接評(píng)價(jià)（油水鋼管內(nèi)腐蝕）,目的：確定再評(píng)價(jià)時(shí)間和評(píng)價(jià)ICDA 過(guò)程的整體有效性,根據(jù)管道內(nèi)腐蝕程度及腐蝕速率、維修程度以及介質(zhì)腐蝕性等估算；最長(zhǎng)再評(píng)價(jià)時(shí)間應(yīng)取剩余壽命的一半,確定再評(píng)價(jià)時(shí)間,可通過(guò)直接檢測(cè)結(jié)果與間接檢測(cè)

11、結(jié)果的趨同性確定ICDA 的有效性。通過(guò)有效性檢驗(yàn)的開(kāi)挖點(diǎn)，確認(rèn)ICDA 的有效性。,ICDA 有效性評(píng)價(jià),間接檢測(cè)結(jié)果、直接檢查中收集的數(shù)據(jù)、管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)、腐蝕原因分析、ICDA 過(guò)程及方法有效性的直接檢測(cè)、再評(píng)價(jià)安排。,反 饋,預(yù)評(píng)價(jià),01,間接檢 測(cè)與評(píng)價(jià),02,直接檢 測(cè)與評(píng)價(jià),03,1：準(zhǔn)備工作包括1)資料及數(shù)據(jù)收集2) ECDA 管段劃分3)檢測(cè)方法及設(shè)備選擇4) ECDA 可行性評(píng)價(jià)。 2：開(kāi)展防腐層地面檢漏等間接測(cè)試，結(jié)合歷史記錄，進(jìn)行防腐層漏點(diǎn)和腐蝕活性點(diǎn)分級(jí)評(píng)價(jià)。 3：依據(jù)間接檢測(cè)結(jié)果，確定開(kāi)挖數(shù)量及順序，進(jìn)行開(kāi)挖檢測(cè)、腐蝕管道安全評(píng)價(jià)、分析腐蝕原因，并對(duì)間接檢測(cè)分級(jí)準(zhǔn)

12、則和開(kāi)挖順序進(jìn)行修正。 4：評(píng)價(jià)ICDA 的有效性和確定再評(píng)價(jià)時(shí)間。,后評(píng)價(jià),04,直接評(píng)價(jià)（鋼管外腐蝕）,評(píng)價(jià)流程,管道原始特性，走向圖。航拍圖,施工概況，運(yùn)行參數(shù)，防腐層概況,陰保系統(tǒng)概況和運(yùn)行情況,雜散電流，干擾電流調(diào)查,管道環(huán)境概況，附屬設(shè)施，穿跨越,腐蝕泄漏事故，維修，大修情況,防腐層檢漏及試壓運(yùn)行記錄,土壤腐蝕電流密度,現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)試片腐蝕速率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),其它數(shù)據(jù)資料,預(yù)評(píng)價(jià)資料及數(shù)據(jù),1,2,3,4,5,6,7,9,10,8,直接評(píng)價(jià)（鋼管外腐蝕）,預(yù)評(píng)價(jià)：收集數(shù)據(jù)資料,ECDA 管段劃分依據(jù),1 管道材質(zhì)。 2 施工因素。 3 運(yùn)行管理。 4 間接檢測(cè)方法。 5 管段的重要性。 環(huán)境

13、因素。,直接評(píng)價(jià)（鋼管外腐蝕）,預(yù)評(píng)價(jià)：劃分管段,密間距電位測(cè)量法,電流電位梯度法,地面音頻檢漏法,評(píng)價(jià)陰極保護(hù)系統(tǒng)有效性、確定雜散電流影響范圍、檢測(cè)防腐層漏點(diǎn),更精確確定防腐層漏點(diǎn)位置，識(shí)別孤立還是連續(xù)破損。電位梯度法還可評(píng)估泄漏點(diǎn)尺寸、缺陷處金屬腐蝕活性,確定埋地管線防腐層漏點(diǎn)位置，地面測(cè)量,預(yù)評(píng)價(jià)：選擇檢測(cè)方法和設(shè)備,直接評(píng)價(jià)（鋼管外腐蝕）,特點(diǎn),交流電流衰減法,評(píng)價(jià)防腐層管段的整體質(zhì)量和確定防腐層漏點(diǎn),間接檢測(cè)與評(píng)價(jià)：間接評(píng)價(jià),直接評(píng)價(jià)（鋼管外腐蝕）,間接檢測(cè)結(jié)果的評(píng)價(jià)分級(jí),確定開(kāi)挖順序及數(shù)量,1,2,3,4,5,進(jìn)行土壤腐蝕性測(cè)試,測(cè)試防腐層損傷狀況及管體腐蝕缺陷,腐蝕管道安全評(píng)價(jià),

14、原因分析,直接評(píng)價(jià)（鋼管外腐蝕）,直接檢測(cè)與評(píng)價(jià)：步驟,目的：確定間接檢測(cè)結(jié)果中腐蝕活性趨向最嚴(yán)重的點(diǎn)，從而收集數(shù)據(jù)進(jìn)行管體腐蝕安全評(píng)價(jià)。,6,過(guò)程評(píng)價(jià),直接評(píng)價(jià)（鋼管外腐蝕）,直接檢測(cè)與評(píng)價(jià)：開(kāi)挖數(shù)量及順序,注意：有效性檢驗(yàn)點(diǎn),后評(píng)價(jià)：步驟,直接評(píng)價(jià)（鋼管外腐蝕）,目的：確定再評(píng)價(jià)時(shí)間和評(píng)價(jià)ICDA 過(guò)程的整體有效性,新建管道投產(chǎn)后兩年內(nèi)開(kāi)展一次預(yù)評(píng)價(jià)所需資料調(diào)查； 管道運(yùn)行1015年內(nèi)開(kāi)展首次ECDA，以后進(jìn)入定期再評(píng)價(jià)階段； 根據(jù)前次調(diào)查發(fā)現(xiàn)的腐蝕程度、維修程度和腐蝕發(fā)展速度確定時(shí)間；若未發(fā)現(xiàn)腐蝕，取1015年； 根據(jù)剩余壽命估算值或腐蝕速率確定再評(píng)價(jià)時(shí)間。,確定再評(píng)價(jià)時(shí)間,可通過(guò)跟蹤應(yīng)

15、用過(guò)程、結(jié)果確定ECDA 過(guò)程有效性、評(píng)價(jià)方法。通過(guò)有效性檢驗(yàn)的開(kāi)挖點(diǎn)，確認(rèn)ECDA 的有效性。,ECDA 有效性評(píng)價(jià),間接檢測(cè)結(jié)果、直接檢查中收集的數(shù)據(jù)、安全評(píng)價(jià)、維護(hù)方案、原因分析、間接評(píng)價(jià)分級(jí)準(zhǔn)則、開(kāi)挖順序修正、ECDA 過(guò)程及方法有效性的直接檢查、監(jiān)測(cè)和再評(píng)價(jià)安排。,反 饋,共 同 點(diǎn)：評(píng)價(jià)思想和步驟相同； 主要區(qū)別：間接檢測(cè)和評(píng)價(jià)方法不同，數(shù)據(jù)資料需求不同。,鋼管外腐蝕,干氣和濕氣 管道內(nèi)腐蝕,直接評(píng)價(jià)（干氣和濕氣管道內(nèi)腐蝕）,缺陷評(píng)價(jià),前提：有較為豐富的內(nèi)檢測(cè)及基礎(chǔ)信息。,指數(shù)評(píng)價(jià),01,02,03,04,Kent法,油氣管道風(fēng)險(xiǎn)半定量評(píng)價(jià)法,埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,物理壽命評(píng)估

16、法,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工程方法,肯特法,前提：有較為豐富的基礎(chǔ)資料和調(diào)查信息。,相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)值,油氣管道風(fēng)險(xiǎn)半定量評(píng)價(jià)法,評(píng)價(jià)流程,油氣管道風(fēng)險(xiǎn)半定量評(píng)價(jià)法,分段方法,油氣管道風(fēng)險(xiǎn)半定量評(píng)價(jià)法,失效可能性指標(biāo)體系,油氣管道風(fēng)險(xiǎn)半定量評(píng)價(jià)法,高風(fēng)險(xiǎn)管段判斷,埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,適用范圍,埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,評(píng)價(jià)步驟,建筑物密集程度和重要程度,陰保 狀況,雜散 電流,人口 密度,使用 年數(shù),管道 壓力,按順序依次進(jìn)行,外覆 蓋層,土壤 腐蝕性,介質(zhì) 腐蝕性,管道 規(guī)格,一條 管道,埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,管道區(qū)段劃分,N個(gè) 管段,地質(zhì) 條件,埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分,埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)

17、評(píng)估方法,可行性論證階段可能性評(píng)分基本模型,埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,設(shè)計(jì)審查、竣工交付、在用階段可能性評(píng)分基本模型,埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,失效后果評(píng)分模型,收集數(shù)據(jù),管道評(píng)估時(shí)需要收集設(shè)計(jì)參數(shù)、原油物性、陰極保護(hù)、運(yùn)行歷史、檢測(cè)信息、打壓試驗(yàn)等數(shù)據(jù).,管道分段,按照運(yùn)行條件的變化劃分管段，重點(diǎn)考慮泄漏歷史、不可接受缺陷密度、材料性能、設(shè)計(jì)壓力、運(yùn)行壓力、管道使用年限、人口密度、土壤腐蝕性、防腐層老化情況等。工程上考慮到可操作性通常按照站間距劃分管道系統(tǒng)。,物理壽命評(píng)價(jià)法,管道物理壽命評(píng)估流程圖,管道初步評(píng)估流程圖,物理壽命評(píng)價(jià)法,確定不可接受缺陷密度及其分布,物理壽命評(píng)價(jià)法,確定不可接受

18、缺陷密度及其分布,H值范圍與建議采取的措施表,物理壽命評(píng)價(jià)法,管道精細(xì)評(píng)估流程圖,物理壽命評(píng)價(jià)法,Content,01,02,03,04,油氣管道事故統(tǒng)計(jì)與分析,管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工程方法,管道完整性管理,總結(jié),主要內(nèi)容,管道完整性 管道完整性管理主要環(huán)節(jié) 管道完整性管理的一些經(jīng)驗(yàn),主要內(nèi)容,1 管道完整性,基本概念,完整性 一種未受損壞的條件 管道完整性 管道承受施加其上的載荷和安全運(yùn)行的能力 含義 管道在功能上是完整的 管道始終處于受控狀態(tài) 管理者已經(jīng)并仍將不斷采取行動(dòng)，防止管道事故的發(fā)生,基本概念,管道完整性管理PIM 簡(jiǎn)言之，就是為使管道保持其完整性而進(jìn)行的系統(tǒng)的管理活動(dòng)。 對(duì)所有影響管道完

19、整性的因素進(jìn)行綜合的、一體化的管理，是以管道安全為目標(biāo)的系統(tǒng)管理體系。 做法 管道公司通過(guò)對(duì)管道運(yùn)營(yíng)中面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別和評(píng)價(jià)，制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策，執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)減緩措施，從而將管道運(yùn)營(yíng)的安全水平控制在合理的、可接受的范圍內(nèi)，達(dá)到減少事故發(fā)生、經(jīng)濟(jì)合理地保證管道安全運(yùn)行的目的。,基本概念,實(shí)質(zhì) 評(píng)價(jià)不斷變化的管道系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)因素，并對(duì)相應(yīng)的維護(hù)活動(dòng)作出調(diào)整，反映了當(dāng)前管道安全管理從單一安全目標(biāo)發(fā)展到優(yōu)化、增效、提高綜合經(jīng)濟(jì)效益的多目標(biāo)趨向。 基本思路 調(diào)動(dòng)全部因素改進(jìn)管道安全性，并通過(guò)循環(huán)實(shí)踐，不斷完善。,基本概念,特點(diǎn) 時(shí)間完整性 貫穿管道設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)行維護(hù)的全過(guò)程，即全壽命管理。 數(shù)據(jù)完整

20、性 要求從數(shù)據(jù)收集、整合、管理等環(huán)節(jié)，保證數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確。 過(guò)程完整性 持續(xù)進(jìn)行、定期循環(huán)、不斷改善。 靈活性 不存在適用于各種各樣管道的“唯一”或“最優(yōu)”的方案,基本概念,原則 在設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行新管道系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)融入管道完整性管理的理念和做法 要明確管道完整性管理的職責(zé)，建立管理流程，配備必要的手段 對(duì)相關(guān)的信息進(jìn)行分析整合 結(jié)合管道的特點(diǎn)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的完整性管理 采用各種新技術(shù),基本概念,方法： 預(yù)先規(guī)定的方法定期 適用于資料、數(shù)據(jù)較少的情況 基于性能的方法基于風(fēng)險(xiǎn) 需要更多的數(shù)據(jù)資料以完成較大范圍的風(fēng)險(xiǎn)分析和評(píng)價(jià)。 在檢測(cè)周期、工具及其他措施的選擇上有較大的靈活性。,基本概念,完整性管理標(biāo)

21、準(zhǔn)（國(guó)外） ASME B31.8S 2001，輸氣管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn) API RP1160，危險(xiǎn)液體管道完整性管理推薦做法 NACE RP01022002 管道內(nèi)檢測(cè)的推薦做法 NACE ECDA Standard RP0502-2002，管道外腐蝕直接評(píng)估方法 NACE ICDA Standard-TG 04 （2003） 管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)估方法 NACE SCC DA Standard-TG 04 ，管道SCC直接評(píng)估方法 ASME B31.G 確定腐蝕管線剩余強(qiáng)度手冊(cè) API 579-2000 服役適用性(合乎使用) API RP 580/581-2009 基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)/檢驗(yàn),基本概念

22、,完整性管理標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)內(nèi)） GB 32167-2015 油氣輸送管道完整性管理規(guī)范 SY/T 6621-2005 輸氣管道系統(tǒng)完整性管理 SY/T 6648-2006 危險(xiǎn)液體管道的完整性管理 GB1134589 鋼質(zhì)管道超聲波無(wú)損檢測(cè)方法 GB/T168051997 液體石油管道壓力試驗(yàn) SY/T64772000 含缺陷油氣輸送管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法（第1部分：體積型缺陷） SY/T61511995 鋼質(zhì)管道管體腐蝕損傷評(píng)價(jià)方法 SY/T65972004 鋼質(zhì)管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)規(guī)范 SY/T65532003 管道檢驗(yàn)規(guī)范，在用管道系統(tǒng)檢驗(yàn)，修理，改造和再定級(jí),基本概念,法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系（國(guó)內(nèi)）,基本概念

23、,管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)： 過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)，描述完整性管理涉及到的過(guò)程。 提供管道運(yùn)行管理的模式和理念： 完整性管理始于管道合理的設(shè)計(jì)、選材和施工，并貫穿管道的整個(gè)運(yùn)行壽命期間。 提供管道安全、有效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行的管理模式，并規(guī)定了相關(guān)的具體要求。 管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)不是一種單一的、具體的技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，而是一種管理行為標(biāo)準(zhǔn)，它是建立在眾多基礎(chǔ)的、單一的技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)之上的一種綜合的管道管理規(guī)范體系。,基本概念,管道風(fēng)險(xiǎn)因素分類 按照其性質(zhì)和增長(zhǎng)特點(diǎn)可劃分為3組9類21種。,外腐蝕,內(nèi)腐蝕,應(yīng)力 腐蝕,與時(shí)間有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn),誤操作,天氣相關(guān)/外力,甲方、乙方或第三方造成的損壞 以前損壞的管子 故意破壞,與時(shí)間

24、無(wú)關(guān)的風(fēng)險(xiǎn),操作程序不正確,天氣過(guò)冷；雷擊 暴雨或洪水；土體移動(dòng),第三方破壞/機(jī)械損傷,影響管道完整性的風(fēng)險(xiǎn),制造 缺陷,焊接/制造缺陷,設(shè)備 因素,管體焊縫缺陷；管體缺陷,固有風(fēng)險(xiǎn),管體環(huán)焊縫缺陷；制造焊縫缺陷；折皺彎頭或屈曲；螺紋磨損/管子破損/管接頭損壞,O型墊片損壞；控制/泄壓設(shè)備故障； 密封/泵填料失效；其他因素,影響管道完整性的風(fēng)險(xiǎn),管道失效模式,2 管道完整性管理主要環(huán)節(jié),完整性管理應(yīng)該始于管道設(shè)計(jì)、選材和管道建設(shè)階段 完整性管理程序是持續(xù)發(fā)展的，應(yīng)具有靈活性 系統(tǒng)及其完整性管理程序本身的效能測(cè)試是管道完整性管理程序的一部分,完整性管理原則,完整性管理6步循環(huán),數(shù)據(jù)采集,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

25、,完整性評(píng)價(jià),效能評(píng)價(jià),維修與維護(hù),HCA識(shí)別,流程,管理過(guò)程,管道潛在危險(xiǎn)識(shí)別,數(shù)據(jù)采集分析整合,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),危險(xiǎn)性評(píng)價(jià),完整性評(píng)價(jià),控制減緩措施響應(yīng),未完成,ASME B31.8S輸氣管道完整性管理,完整性管理方案主要包括以下內(nèi)容： 1）數(shù)據(jù)收集、檢查和整合； 2）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估； 3）完整性評(píng)價(jià)； 4）維修維護(hù)措施。,管理方案,數(shù)據(jù)的收集、檢查與整合 數(shù)據(jù)要求 首先應(yīng)收集進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)所要求的數(shù)據(jù)。在執(zhí)行完整性管理方案時(shí)，要求進(jìn)行附加數(shù)據(jù)的收集和排序，以更多的了解并預(yù)防、減緩管道事故。,管理方案,83,管理方案,數(shù)據(jù)來(lái)源 建立完整性管理程序所需的數(shù)據(jù)可從管道運(yùn)營(yíng)公司獲得。 現(xiàn)有管理信息系統(tǒng)（MIS

26、）或地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)庫(kù)以及以前的風(fēng)險(xiǎn)或危險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果也是數(shù)據(jù)的來(lái)源之一。 從外界也可獲得完整性管理所需要的資料。,管理方案,管理方案,數(shù)據(jù)的收集、檢查和分析 應(yīng)制定數(shù)據(jù)收集、檢查和分析的計(jì)劃。 數(shù)據(jù)的分辨率和單位也應(yīng)確定。 在時(shí)間方面，確定收集的數(shù)據(jù)對(duì)所要分析的危險(xiǎn)是否適用。 在完整性管理程序中，如果缺少對(duì)某種危險(xiǎn)進(jìn)行分析所需的數(shù)據(jù)，并不能因此排除這種危險(xiǎn)存在的可能性。,管理方案,數(shù)據(jù)的整合 完整性管理程序中，數(shù)據(jù)綜合的工作之一就是建立統(tǒng)一的參考系統(tǒng)和一致的計(jì)量單位。 將收集到的單項(xiàng)數(shù)據(jù)綜合在一起，并根據(jù)其相互關(guān)系進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)完整性管理和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的全部?jī)r(jià)值。,管理方案,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 風(fēng)

27、險(xiǎn)評(píng)價(jià)的兩個(gè)宏觀目的： 第一是組織數(shù)據(jù)和信息，幫助運(yùn)營(yíng)者對(duì)管理活動(dòng)進(jìn)行排序和規(guī)劃； 第二是確定采取何種檢測(cè)、預(yù)防或事故減緩措施以及在何時(shí)實(shí)施。,管理方案,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的具體目的 (a) 對(duì)要進(jìn)行完整性評(píng)價(jià)和事故減緩活動(dòng)的管道/管段進(jìn)行優(yōu)先排序。 (b) 評(píng)價(jià)事故減緩措施的效果。 (c) 確定對(duì)已識(shí)別危險(xiǎn)最有效的減緩措施。 (d) 對(duì)調(diào)整檢測(cè)周期對(duì)完整性的影響進(jìn)行評(píng)價(jià)。 (e) 對(duì)備選檢測(cè)方法的應(yīng)用及必要性進(jìn)行評(píng)價(jià)。 (f) 更有效配置資源。,管理方案,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法的建立 實(shí)施得當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法可成為強(qiáng)有力的分析手段。 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法應(yīng)當(dāng)與知識(shí)淵博、經(jīng)驗(yàn)豐富的人（專家和熟悉設(shè)備的人）的見(jiàn)解結(jié)合起來(lái)。,

28、管理方案,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法 （1）專家法（定性法） （2）相對(duì)評(píng)估模型法（半定量法） （3）方案評(píng)估法（事件樹(shù)、事故樹(shù)） （4）概率評(píng)估模型法（定量法）,管理方案,失效后果嚴(yán)重性劃分為、級(jí)。 級(jí) 災(zāi)難的：有人員死亡，引起公眾不能食用的污染事件，大面積環(huán)境公害，設(shè)備損壞導(dǎo)致停工90天以上。 級(jí) 嚴(yán)重的：致傷人員喪失工作能力，給公眾造成傷害，設(shè)備損壞導(dǎo)致1090天停工，區(qū)域性損失。 級(jí) 輕度的：人員受到不喪失工作能力的傷害，環(huán)境污染小，停工110天。 級(jí) 輕微的：無(wú)人員傷害，設(shè)備損壞輕微,定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),管理方案,失效可能性劃分為A、B、C、D級(jí) A 頻繁發(fā)生：風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)前10年發(fā)生1次或1次以上事故，概

29、率P10-1次/a B 很可能發(fā)生：210-2/a概率P10-1次/a C 有時(shí)可能發(fā)生：210-3/a概率P210-2次/a D 不大可能發(fā)生：概率P210-3次/a,定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),管理方案,半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),美國(guó)幾家公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的IAP(Integrity Assessment Program)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)程序和軟件，采用的是一種半定量的或稱為相對(duì)的，以風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為基礎(chǔ)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，得到較廣泛的應(yīng)用。 IAP將管道的失效類型分為：(1)外部腐蝕（EC）；(2) 內(nèi)部腐蝕(IC)；(3) 外來(lái)( 第3者)機(jī)械損傷(TP)；(4) 設(shè)計(jì)/材料錯(cuò)誤(DM)；(5) 地層運(yùn)動(dòng)(GM)；(6) 操作或工藝

30、問(wèn)題( OP)，(7)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC) IAP將失效后果分為：(1)對(duì)居民的影響；(2) 對(duì)環(huán)境的影響；(3)對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響。 評(píng)價(jià)結(jié)果將指出高風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域、高失效的概率區(qū)域和高失效后果區(qū)域。對(duì)每一種失效類型和失效后果的影響因素(變量)均要進(jìn)一步分析評(píng)定，并加以權(quán)重處理，得到風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。,管理方案,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù),關(guān)鍵技術(shù) 腐蝕減薄 結(jié)構(gòu)缺陷 第三方破壞 自然災(zāi)害 疲勞 傳統(tǒng)安全評(píng)價(jià)方法 現(xiàn)代安全評(píng)價(jià)方法,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)腐蝕減薄,壁厚減薄的主要原因腐蝕 腐蝕是輸管道的最大危害因素 包括外腐蝕和內(nèi)腐蝕 腐蝕評(píng)估的目的 確定剩余強(qiáng)度和剩余壽命 結(jié)合腐蝕速率可以預(yù)測(cè)一定條件下的剩余壽命,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)腐蝕

31、減薄,腐蝕減薄的安全評(píng)定方法 AGA NG-18標(biāo)準(zhǔn)（美國(guó)煤氣協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，剩余強(qiáng)度或者爆破壓力） ASME B31G標(biāo)準(zhǔn)（美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)，剩余強(qiáng)度或者爆破壓力，經(jīng)驗(yàn)方法） API 579（相鄰缺陷，附加載荷） SY/T 6151（B31G改進(jìn)版，相鄰缺陷） DNV RP-F101（分項(xiàng)安全系數(shù)法和許用應(yīng)力法） 有限元方法，精確建模和求解,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)腐蝕減薄,腐蝕減薄的安全評(píng)定方法 現(xiàn)行腐蝕管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)主要基于B 31G、API 579 和DNV RP-F101準(zhǔn)則，三個(gè)準(zhǔn)則的理論基礎(chǔ)均基于Folias 的半經(jīng)驗(yàn)公式，再根據(jù)爆破試驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。這些準(zhǔn)則缺乏系統(tǒng)的理論依據(jù)。,風(fēng)

32、險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)腐蝕減薄,腐蝕減薄的安全評(píng)定方法 通常認(rèn)為過(guò)于保守的B 31G 評(píng)價(jià)方法，在單一載荷( 內(nèi)壓) 下所得的允許缺陷長(zhǎng)度一般大于API 579準(zhǔn)則的允許缺陷長(zhǎng)度，因而API 579 準(zhǔn)則比B 31G準(zhǔn)則更保守。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)腐蝕減薄,腐蝕減薄的安全評(píng)定方法 三種評(píng)價(jià)體系以B 31 G 準(zhǔn)則最為簡(jiǎn)單，DNV RP-F101 準(zhǔn)則次之，API 579 準(zhǔn)則最為繁瑣。而在單一內(nèi)壓載荷下，三種評(píng)價(jià)體系中以DNV RP-F101 準(zhǔn)則保守性最小，B 31G準(zhǔn)則次之，API 579 準(zhǔn)則最大。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)腐蝕減薄,腐蝕減薄的安全評(píng)定方法 鑒于大多數(shù)管段主要承受單一內(nèi)壓載荷，為降低評(píng)價(jià)的保守性和簡(jiǎn)化

33、評(píng)價(jià)程序，在簡(jiǎn)單載荷及環(huán)向缺陷較小的情況下，采用B 31 G準(zhǔn)則或DNV RP-F101 準(zhǔn)則進(jìn)行評(píng)價(jià)，在其他場(chǎng)合用API 579 準(zhǔn)則進(jìn)行評(píng)價(jià)。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)腐蝕減薄,腐蝕減薄的安全評(píng)定方法 除有限元方法之外基本都對(duì)腐蝕缺陷采取了很大程度的簡(jiǎn)化，例如把腐蝕缺陷縱剖面簡(jiǎn)化為半圓、矩形或拋物線形，只考慮單一缺陷或不計(jì)入環(huán)向缺陷的影響等。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)腐蝕減薄,腐蝕減薄的安全評(píng)定方法 基于可靠性的方法（不確定性方法） 考慮變量的隨機(jī)特征 關(guān)鍵是確定極限狀態(tài)函數(shù)并準(zhǔn)確估計(jì)變量的隨機(jī)特征 所得結(jié)果一般為某個(gè)可靠度下的剩余壽命，或某個(gè)壽命時(shí)的失效概率（1-可靠度）,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)結(jié)構(gòu)缺陷,管道結(jié)構(gòu)缺陷的來(lái)

34、源 材料缺陷 焊接缺陷 萌生新缺陷 無(wú)論是國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口管道，都不可避免地存在不同程度的缺陷，而且管道在使用過(guò)程中還會(huì)因?yàn)檩d荷、介質(zhì)等因素的影響，萌生新的缺陷。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)結(jié)構(gòu)缺陷,如何對(duì)待缺陷，特別是超過(guò)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的缺陷，是工程界普遍關(guān)心的問(wèn)題。 通過(guò)試驗(yàn)研究掌握含缺陷壓力管道的破壞機(jī)理、失效模式、承載能力和在載荷作用下的裂紋張開(kāi)面積和介質(zhì)泄漏速率等規(guī)律，尋求這些性能與管道材料、結(jié)構(gòu)、缺陷尺寸等參數(shù)間的關(guān)系，建立壓力管道缺陷安全評(píng)定方法、制訂和修訂相應(yīng)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)或準(zhǔn)則，按“合乎使用”的原則對(duì)含缺陷的在役壓力管道進(jìn)行分別處理，做到經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)結(jié)構(gòu)缺陷,含缺陷管道安全評(píng)定方法 含缺

35、陷壓力管道安全評(píng)定的方法較多，主要有 極限載荷控制的塑性失效準(zhǔn)則 斷裂力學(xué)J積分的評(píng)定方法 英國(guó)R6雙判據(jù)準(zhǔn)則評(píng)定方法 美國(guó)ASME規(guī)范評(píng)定方法 參數(shù)不確定性缺陷的安全評(píng)定方法,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)結(jié)構(gòu)缺陷,含缺陷管道安全評(píng)定方法 極限載荷控制的塑性失效準(zhǔn)則 壓力管道焊接缺陷一般為環(huán)向缺陷，缺陷的尺寸也較小，其材料大部分韌性較好。因此其失效模式通常為由極限載荷控制的塑性失效。從這一觀點(diǎn)出發(fā)，評(píng)定方法可分為凈截面屈服準(zhǔn)則和最大應(yīng)力準(zhǔn)則。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)結(jié)構(gòu)缺陷,含缺陷管道安全評(píng)定方法 極限載荷控制的塑性失效準(zhǔn)則 凈截面屈服淮則認(rèn)為含環(huán)向缺陷壓力管道在彎矩或同時(shí)施加內(nèi)壓)作用下，管子缺陷所在橫截面的應(yīng)力達(dá)到

36、材料的流變應(yīng)力時(shí)為極限狀態(tài)。 最大應(yīng)力準(zhǔn)則根據(jù)材料力學(xué)的最大應(yīng)力原理，認(rèn)為含環(huán)向裂紋的管子，其裂紋所在截面內(nèi)的最大應(yīng)力達(dá)到材料的強(qiáng)度極限時(shí)管子失效。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)結(jié)構(gòu)缺陷,含缺陷管道安全評(píng)定方法 斷裂力學(xué)J積分的評(píng)定方法 含缺陷結(jié)構(gòu)的大直徑厚壁壓力管道也可能產(chǎn)生斷裂失效。 根據(jù)J積分?jǐn)嗔褏⒘慷a(chǎn)生的斷裂力學(xué)計(jì)算方法。 采用J積分的評(píng)定方法不僅可評(píng)判管道所含裂紋的啟裂，而且還可以進(jìn)行裂紋擴(kuò)展的計(jì)算。它是通過(guò)含缺陷管道在載荷作用下產(chǎn)生的斷裂推動(dòng)力J積分與管道材料的抗斷裂阻力進(jìn)行比較，從而得到裂紋啟裂與失穩(wěn)的判斷。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)結(jié)構(gòu)缺陷,含缺陷管道安全評(píng)定方法 英國(guó)R6雙判據(jù)準(zhǔn)則評(píng)定方法 R6評(píng)定方

37、法是英國(guó)中央電力局(CEGB)提出的，它適用于含缺陷結(jié)構(gòu)的斷裂評(píng)定。 雙判據(jù)準(zhǔn)則是將3種斷裂評(píng)定（即脆性斷裂、塑性失穩(wěn)和彈塑性斷裂）用一張?jiān)u定圖表示。該圖的縱坐標(biāo)表示結(jié)構(gòu)脆斷的性能，橫坐標(biāo)表示結(jié)構(gòu)的塑性失效行為。 目前廣泛采用的斷裂評(píng)定方法。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)結(jié)構(gòu)缺陷,含缺陷管道安全評(píng)定方法 美國(guó)ASME規(guī)范評(píng)定方法 美國(guó)ASM E規(guī)范第XI篇的IWB-3640及附錄C為“奧氏體鋼管道缺陷評(píng)定規(guī)程及驗(yàn)收準(zhǔn)則”，IWB-3650及附錄H為“鐵素體鋼管道缺陷評(píng)定規(guī)程及驗(yàn)收準(zhǔn)則”。 目前國(guó)際上最具有代表性的壓力管道缺陷評(píng)定規(guī)范，在國(guó)際上得到廣泛應(yīng)用。 它的最大優(yōu)點(diǎn)在于編制者在大量理論分析、數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)

38、研究的基礎(chǔ)上，把復(fù)雜的斷裂力學(xué)計(jì)算簡(jiǎn)化為應(yīng)用極其方便的計(jì)算公式和圖表，以便廣大工程技術(shù)人員使用。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)結(jié)構(gòu)缺陷,含缺陷管道安全評(píng)定方法 美國(guó)ASME規(guī)范評(píng)定方法 該方法的理論基礎(chǔ)是R6雙判據(jù)評(píng)定準(zhǔn)則，先對(duì)含缺陷管子的失效模式進(jìn)行篩選：即脆斷、塑性失效和彈塑性撕裂，然后根據(jù)不同的失效模式分別進(jìn)行評(píng)定。 在脆斷評(píng)定中，采用經(jīng)典的線彈性斷裂力學(xué)；在塑性失效分析中，是以凈截面屈服準(zhǔn)則為基礎(chǔ)；而在彈塑性撕裂的評(píng)定中，提出了修正因子，只要將所受的載荷乘以該因子，即可將復(fù)雜的彈塑性斷裂力學(xué)計(jì)算簡(jiǎn)化為較簡(jiǎn)單的塑性失效計(jì)算。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)結(jié)構(gòu)缺陷,含缺陷管道安全評(píng)定方法 參數(shù)不確定性缺陷的安全評(píng)定方法

39、斷裂力學(xué)的研究是以確定性事件為前提的，然而工程結(jié)構(gòu)存在大量的不確定性。對(duì)于壓力管道來(lái)說(shuō)，無(wú)論是管子的尺寸、缺陷的大小，還是材料性能參數(shù)都不是確定值，而是以一定的分布規(guī)律分布的。為了能正確處理這樣一些不確定的問(wèn)題，提出了一些新的理論和方法。 基于概率斷裂力學(xué)和可靠性分析的評(píng)定方法 基于模糊理論方法的評(píng)定方法,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)第三方破壞,第三方破壞原因 管線第三方破壞主要指管道沿線地區(qū)修筑道路、建筑施工、農(nóng)民耕地或偷油盜氣等人為活動(dòng)所引發(fā)的管道機(jī)械性損傷。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)第三方破壞,第三方破壞評(píng)價(jià)方法 專家評(píng)分方法 A覆土最小厚度 0-20分 (20%) B地面活動(dòng)程度 0-20分 (20%) C地面設(shè)

40、施 0-10分 (10%) D公眾熱線電話 0-15分 (15%) E公眾教育 0-15分 (15%) F管道用地標(biāo)志 0-5分 (5%) G巡線頻率 0-15分 (15%),風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)第三方破壞,第三方破壞評(píng)價(jià)方法 專家評(píng)分方法 管道第三方破壞評(píng)價(jià)的關(guān)鍵點(diǎn) 管道風(fēng)險(xiǎn)管理手冊(cè)規(guī)定，管段劃分因素優(yōu)先級(jí)依次為人口密度、土壤情況、防腐層狀況、管齡。影響輸氣管道第三方破壞的因素包括管道基本屬性及維護(hù)管理水平、附近人口密度及施工活動(dòng)情況、地表車流及建筑物狀況、周邊土質(zhì)地基等諸多方面。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)第三方破壞,第三方破壞評(píng)價(jià)方法 事故樹(shù)聯(lián)合模糊綜合評(píng)判方法 根據(jù)影響第三方破壞因素的情況，建立故障樹(shù)分析法

41、和模糊綜合評(píng)判法相結(jié)合的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)故障樹(shù)分析，得到引起第三方破壞的各種因素的重要度。再將之作為模糊綜合評(píng)判法的權(quán)重向量，求得第三方破壞的綜合評(píng)判向量，最后按照最大隸屬度原則確定各管段第三方破壞可能性的等級(jí)。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)自然災(zāi)害,自然災(zāi)害 山洪 泥石流 地震、斷裂,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)自然災(zāi)害,長(zhǎng)輸管道自然災(zāi)害評(píng)估 山洪和泥石流的影響比較復(fù)雜，其評(píng)估目前還屬于起步階段，尚無(wú)成熟方法。 目前進(jìn)行的研究多是地震、斷裂活動(dòng)對(duì)管道的影響評(píng)估。 例如地震造成的管道下部掏空，地震、斷裂活動(dòng)造成的管道軸向拉伸、壓縮應(yīng)力或應(yīng)變等。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)疲勞,引起管道結(jié)構(gòu)疲勞的因素 運(yùn)行中的壓力波動(dòng) 地震 管道穿、跨越,風(fēng)

42、險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)疲勞,管道結(jié)構(gòu)疲勞壽命評(píng)估方法 S-N曲線 斷裂力學(xué),風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法,類比分析法 類比分析法通過(guò)搜集國(guó)內(nèi)外油氣長(zhǎng)輸管道在建設(shè)、運(yùn)行中發(fā)生的事故，對(duì)其事故原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并結(jié)合所評(píng)價(jià)管道工程的輸送介質(zhì)、工藝特點(diǎn)以及管道所經(jīng)地區(qū)的自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境條件，有針對(duì)性地進(jìn)行相關(guān)事故統(tǒng)計(jì)與原因分析。 類比分析的結(jié)果不僅可以防范類似事故的發(fā)生，也可為管道工程管理人員制定相關(guān)安全技術(shù)規(guī)程提供依據(jù)。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法,事故樹(shù)分析 油氣長(zhǎng)輸管道工程事故樹(shù)分析一般是對(duì)長(zhǎng)輸管道失效事故和站場(chǎng)火災(zāi)、爆炸事故進(jìn)行分析。采用該方法，可以把可能發(fā)生的事故與可能導(dǎo)致事故發(fā)生的邏輯關(guān)系用樹(shù)形圖直觀地

43、表示出來(lái)，再通過(guò)對(duì)樹(shù)形圖進(jìn)行定性和定量分析，找出導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因和計(jì)算事故發(fā)生的概率。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法,管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法 油氣長(zhǎng)輸管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是在總結(jié)國(guó)外管道多年的事故案例資料和管道風(fēng)險(xiǎn)管理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的，對(duì)評(píng)價(jià)管段的各種危害安全的因素及可能的后果逐項(xiàng)評(píng)分，得到管段危險(xiǎn)程度和相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法,道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法 道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法是依據(jù)以往的事故統(tǒng)計(jì)資料、物質(zhì)的潛在能量和現(xiàn)行的安全措施情況，利用系統(tǒng)工藝過(guò)程中的物質(zhì)、設(shè)備、物料量等數(shù)據(jù)，通過(guò)推算公式，對(duì)系統(tǒng)工藝裝置及所含物料的實(shí)際潛在火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)的一種方法。 油

44、氣長(zhǎng)輸管道工程安全評(píng)價(jià)中，常采用該方法對(duì)站場(chǎng)中具有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性的單元進(jìn)行評(píng)價(jià)，定性確定其火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)等級(jí)。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法,傷害（或破壞）范圍評(píng)價(jià)法 該方法是根據(jù)事故的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算事故對(duì)人員傷害范圍的一種定量評(píng)價(jià)方法。事故的數(shù)學(xué)模型包括液體泄漏模型、氣體泄漏模型、池火火焰與輻射強(qiáng)度模型、火球爆炸傷害模型、爆炸沖擊波傷害模型、蒸汽云爆炸破壞模型等。 油氣長(zhǎng)輸管道工程安全評(píng)價(jià)，常采用該方法計(jì)算長(zhǎng)輸管道和工藝站場(chǎng)內(nèi)設(shè)備、管道事故對(duì)人員傷害范圍或建構(gòu)筑物、設(shè)施的破壞范圍。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)現(xiàn)代評(píng)價(jià)方法,基于應(yīng)變的評(píng)價(jià)方法 基于應(yīng)變的設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)的管道設(shè)計(jì)方法屬于基于應(yīng)力的設(shè)計(jì)，即控制管道材

45、料在設(shè)計(jì)載荷下不超過(guò)許用應(yīng)力。隨著管鋼材料抵抗變形能力的逐步加強(qiáng)，基于應(yīng)力的設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)了一定的局限性。管道在某些特殊情況下允許發(fā)生一定程度的大變形，例如地震等地質(zhì)災(zāi)害造成的管道橫移，此時(shí)管道的應(yīng)力狀態(tài)雖然已經(jīng)超過(guò)了應(yīng)力極限，但并沒(méi)有發(fā)生破壞。如果在這種特殊條件下仍然采用基于應(yīng)力的設(shè)計(jì)，勢(shì)必會(huì)提高管道鋼級(jí)，增大經(jīng)濟(jì)和技術(shù)投入。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)現(xiàn)代評(píng)價(jià)方法,基于應(yīng)變的評(píng)價(jià)方法 基于應(yīng)變的設(shè)計(jì) 基于應(yīng)變的設(shè)計(jì)可以解決這種特殊問(wèn)題，該設(shè)計(jì)方法認(rèn)為只要管道材料的應(yīng)變不超過(guò)某個(gè)規(guī)定值，管道是安全的。另外，考慮到管道材料性能、載荷條件等的不確定性，基于應(yīng)變的設(shè)計(jì)和分析思想還可以與可靠性方法緊密結(jié)合，形成基于

46、應(yīng)變的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)。 基于應(yīng)變的評(píng)價(jià) 以應(yīng)變作為破壞準(zhǔn)則，即形成基于應(yīng)變的評(píng)價(jià)方法。,基于應(yīng)變的評(píng)價(jià)方法 應(yīng)用領(lǐng)域 輸油（氣）埋地鋼質(zhì)管道抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（SY/T 0450-2003） 地震破壞 穿越斷層 DNV 海底管道橫向位移 凍土帶隆起和下降 熱脹應(yīng)力造成的管道側(cè)移,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)現(xiàn)代評(píng)價(jià)方法,模糊數(shù)學(xué)方法 層次分析方法（AHP） 灰色綜合評(píng)價(jià)方法,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)現(xiàn)代評(píng)價(jià)方法,AHP法確定評(píng)價(jià)因素的主觀性強(qiáng)，計(jì)算結(jié)果的精度難以得到保證； 模糊綜合評(píng)價(jià)法的核心是建立隸屬函數(shù)，而模糊隸屬度的確定帶有很強(qiáng)的主觀性和隨意性，操作難度較大； 灰色綜合評(píng)價(jià)法運(yùn)算簡(jiǎn)便，但當(dāng)涉及到多個(gè)評(píng)語(yǔ)等級(jí)時(shí)，計(jì)算量較大

47、。,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)現(xiàn)代評(píng)價(jià)方法,132,完整性評(píng)價(jià) 根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)所確定的完整性評(píng)價(jià)排序，運(yùn)營(yíng)者應(yīng)采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行完整性評(píng)價(jià)?？刹捎玫耐暾栽u(píng)價(jià)方法有內(nèi)檢測(cè)、試壓、直接評(píng)價(jià)等。,管理方案,133,操作條件下的環(huán)向應(yīng)力,134,管道內(nèi)檢測(cè) 內(nèi)檢測(cè)（IPI）是一種用于確定并初步描述缺陷特征的完整性評(píng)價(jià)方法。內(nèi)檢測(cè)的有效性取決于所檢測(cè)管段的狀況和內(nèi)檢測(cè)器對(duì)檢測(cè)要求的匹配性。,管理方案,135,管理方案,管道內(nèi)檢測(cè)器的分類 用于內(nèi)、外腐蝕危險(xiǎn)的金屬損失檢測(cè)器 普通分辨率漏磁檢測(cè)器 超聲斜波檢測(cè)器 高分辨率漏磁檢測(cè)器 橫向漏磁檢測(cè)器 超聲直波檢測(cè)器 用于應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的裂紋檢測(cè)器 超聲斜波檢測(cè)器 橫向漏磁檢

48、測(cè)器 用于第三方損壞和機(jī)械損壞引起的金屬損失和變形的檢測(cè)器 測(cè)量清管器 單通道測(cè)徑器,136,試壓 壓力試驗(yàn)長(zhǎng)期以來(lái)是業(yè)界認(rèn)可和接受的管道完整性驗(yàn)證方法。這種完整性評(píng)價(jià)方法可用來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和泄漏試驗(yàn)。 對(duì)已建管道，壓力試驗(yàn)一般在換管、升壓運(yùn)行、輸送介質(zhì)發(fā)生改變、封存管道啟用等情況下選用。,管理方案,137,直接評(píng)價(jià) 直接評(píng)價(jià)是一種利用結(jié)構(gòu)化過(guò)程的完整性評(píng)價(jià)方法，通過(guò)該方法管道運(yùn)營(yíng)者可綜合管道的物理特征、運(yùn)行歷史與管道檢查、檢測(cè)和評(píng)價(jià)的結(jié)果結(jié)合起來(lái)，直接評(píng)價(jià)管道完整性。一般包括外腐蝕直接評(píng)價(jià)（ECDA）和內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)（ICDA）。,管理方案,138,外腐蝕直接評(píng)價(jià)（ECDA）步驟： a)預(yù)評(píng)

49、價(jià) b)檢測(cè) c)開(kāi)挖檢測(cè)和評(píng)價(jià) d)后評(píng)價(jià) 確定再檢測(cè)的時(shí)間間隔，驗(yàn)證整個(gè)ECDA 過(guò)程的有效性，對(duì)完整性管理程序進(jìn)行效能測(cè)試。,管理方案,139,直接評(píng)價(jià)適用范圍 只限于評(píng)價(jià)三種具有時(shí)效性的缺陷，即外腐蝕、內(nèi)腐蝕和應(yīng)力腐蝕。 直接評(píng)價(jià)一般在管道處于如下?tīng)顩r下選用： 1）不具備內(nèi)檢測(cè)或壓力試驗(yàn)實(shí)施條件的管道； 2）不能確認(rèn)是否能夠?qū)嵤毫υ囼?yàn)或內(nèi)檢測(cè)的管道； 3）使用其它方法評(píng)價(jià)需要昂貴改造費(fèi)用的管道； 4）確認(rèn)直接評(píng)價(jià)更有效，能夠取代內(nèi)檢測(cè)或壓力試驗(yàn)的管道。,管理方案,140,事故減緩措施 對(duì)檢測(cè)到缺陷的響應(yīng)計(jì)劃 消除或減緩不安全因素的維修措施 消除或降低管道完整性危險(xiǎn)的預(yù)防措施 檢測(cè)間隔

50、的確定,管理方案,141,對(duì)管道內(nèi)檢測(cè)結(jié)果的響應(yīng) 管道運(yùn)營(yíng)者應(yīng)按照基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果和內(nèi)檢測(cè)危險(xiǎn)的嚴(yán)重程度所確定的先后順序時(shí)間表來(lái)完成響應(yīng)工作。 立即響應(yīng)：檢測(cè)結(jié)果表明管道缺陷處于失效點(diǎn)； 計(jì)劃響應(yīng)：檢測(cè)結(jié)果表明管道存在嚴(yán)重的缺陷，但不處于失效點(diǎn)； 進(jìn)行監(jiān)測(cè)：檢測(cè)結(jié)果表明存在危險(xiǎn)，但在進(jìn)行下一次檢測(cè)之前，該危險(xiǎn)不會(huì)導(dǎo)致管道失效。,管理方案,142,管理方案,完整性管理方案： 執(zhí)行步驟說(shuō)明，應(yīng)包括預(yù)防、探測(cè)和減緩措施，還應(yīng)制定一個(gè)措施實(shí)施的時(shí)間表； 效能測(cè)試方案： 關(guān)注的是完整性管理程序提高管道安全性的效果 聯(lián)絡(luò)方案： 與員工、公眾、應(yīng)急人員、當(dāng)?shù)毓珓?wù)人員及管理部門進(jìn)行有效聯(lián)絡(luò)的方案。該方案應(yīng)通報(bào)

51、有關(guān)完整性管理方案的信息及所獲得的結(jié)果,管理方案,變更管理方案： 確保對(duì)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行或維護(hù)發(fā)生變更所帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估； 在變更發(fā)生之后，適當(dāng)時(shí)，應(yīng)將其納入以后的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中。 質(zhì)量控制： 運(yùn)營(yíng)公司滿足其完整性管理程序所有要求的文件。,管理方案,3 管道完整性管理的重要經(jīng)驗(yàn),1、建立有效的管道完整性管理體系 建立管道完整性管理組織機(jī)構(gòu)、管理文件體系和考核機(jī)制，保障完整性管理的有效實(shí)施: 組織機(jī)構(gòu)：明確管理主管部門，設(shè)置專（兼）職崗位； 管理文件體系：包括控制程序、標(biāo)準(zhǔn)體系及辦法、管理手冊(cè)及審核系統(tǒng)等； 考核機(jī)制：納入各單位績(jī)效合同，每年進(jìn)行內(nèi)部審核。,管理經(jīng)驗(yàn),管理經(jīng)驗(yàn),2、分級(jí)分類實(shí)施管道完整性管理 根據(jù)管道場(chǎng)站的數(shù)量、位置、類型、危險(xiǎn)程度開(kāi)展分級(jí)，進(jìn)行分類完整性管理。,按照規(guī)格及運(yùn)行壓力、處理規(guī)模、介質(zhì)類型及裝置數(shù)量等劃分并考慮修正因素。,針對(duì)不同級(jí)別的管道和場(chǎng)站，在完整性管理各環(huán)節(jié)所采用的技術(shù)方法、實(shí)施周期及實(shí)施單位等進(jìn)行明確規(guī)定。,類管道,類管道,類管道,類站,類站,IV 類站,類站,管理經(jīng)驗(yàn),分級(jí)分類,管道：按設(shè)計(jì)壓力和管徑分級(jí)； 場(chǎng)站：按規(guī)模分級(jí)； 修正：根據(jù)硫化氫等有害物質(zhì)含量、管長(zhǎng)、場(chǎng)站類型等因素進(jìn)行修正。,2、分級(jí)分類實(shí)施管道完整性管理,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：采用的技術(shù)不同 完整性評(píng)價(jià)：采用的方法種類不同，外檢測(cè)采