管道库存钢管再利用的检验及分级方法

唐 荔，高 健，张 磊

1.中国石油西南油气田分公司四川华油集团有限公司物资供应公司 （四川 成都 610213）2.中国石油西南油气田分公司安全环保与技术监督研究院 （四川 成都 610041）3.中国石油西南油气田分公司四川华油集团有限公司 （四川 成都 610041）

中国石油西南油气田分公司（以下简称西南油气田公司）库存管线钢管上千吨，最早为2002年生产的管线，库存时间已经超过了14年。规格从DN25 mm至DN900 mm，来自于生产库存、抢险余料等，以预制防腐层管线钢管和无防腐层管线钢管两种方式存放。

库存管线钢管长期受大气腐蚀作用，预制防腐层管线钢管的内壁、无防腐层管线钢管的内外壁均会发生腐蚀，导致壁厚减薄。在预制防腐层发生破损的部位，容易发生局部腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀，如图1。在酸雨情况腐蚀相对更严重，甚至发生材质劣化。

对于老旧管线的再利用已在采气、输气、燃气管道领域逐步开展[1-3]，对于库存管线钢管的再利用同样也有相关需求，需要对存放的管线钢管进行检验和质量等级判定，以明确是否能够继续使用或者判废处理，从而减少库存管理压力，提高库存管理效率。

图1　无防腐层管道的露天存放导致外腐蚀

针对库存管线钢管的再利用，目前并无相关标准。参考ISO 3183—2007《石油天然气工业 管线输送系统用钢管》、API SPEC 5L—2012《管线钢管规范》、GB/T 9711—2011《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》等标准对新管线钢管交货提出的技术条件，西南油气田公司结合管理实际情况，提出了库存管线钢管再利用之前的检验方法和判定标准，用于工程剩余管线钢管的检验和判定分类。检验项目包括目视检查、壁厚测试、硬度测试、无损探伤、化学成分分析、力学性能试验等项目，判定结果的分类包括合格品、可修复品、降级品、报废品4种类型。

1　再利用检验要求

1.1　目视检查

库存管线钢管目视检查以GB/T 20967—2007《无损检测目视检测总则》[4]和GB/T 9711—2011《石油天然气工业管线输送系统用钢管》[5]为依据，结合钢管特点，进行管体标记、椭圆度、钢管外径、管体外观、长度、管体直度、管端垂直度、焊缝等目视检查项目。

2007年，美国石油学会和国际标准化组织联合发布了API SPEC 5L/ISO 3183—2007《管线钢管》新标准，将API SPEC 5L和ISO 3183进行合并。2011年国内据此新发布GB/T 9711—2011《石油天然气工业管线输送系统用钢管》，2017年发布最新版本，用于替代GB/T 9711.1～GB/T 9711.3三个标准。对于椭圆度、钢管外径、钢管外观、咬边深度、摔坑、焊缝错边量，GB/T 9711—2017相对于 GB/T 9711.1—1997、GB/T 9711.2—1999和 GB/T 9711.3—2005中的规定均增加或修改了判定是否合格的指标要求，数值上有相应调整。

管体标记中，对于长期存放导致一些标记字迹模糊、辨识不清问题，标准未给出相应判定方法。在不清楚管道的材质、批号、工程来源等关键信息时，需要对钢管材质进行判断，明确钢级。如果长期存放无法辨别钢级标记、无法明确钢级的钢管，需要使用光谱分析检测化学成分，从而确定钢级，使用时就近降一级。由于光谱分析仪仅能检测出管材化学成分含量，因此判断钢管钢级还需要综合力学性能试验的结果，通过屈服强度、抗拉强度等指标综合进行判断，以尽可能避免发生误判钢管钢级。

1.2　无损检测与理化性能检测

壁厚测试、硬度测试、无损探伤、化学成分分析、力学性能试验等项目采用GB/T 9711—2011《石油天然气工业管线输送系统用钢管》的技术指标要求。

如果对焊缝钢管外观检验时，发现焊缝凹坑、咬边、错边等异常的，则应考虑对焊缝、热影响区、近侧母材进行无损检验[6]。长期户外堆放的管线钢管由于受到大气腐蚀（尤其是酸雨）的影响，有可能出现平面型缺陷（例如表面裂纹）、材质劣化，需要采用射线、超声探伤等无损检测方法检测焊缝质量，对钢管的理化性能进行抽查。

对库存管线钢管焊缝的无损检测比例，可根据钢管未来的使用条件确定。徐俊杰，等[2]提出了旧油管经宏观检查及无损检测，排除不合格油管后再抽样10%进行全面检验的要求。参照相关标准要求，管线钢管可考虑钢管使用的地区等级和使用条件，参考GB 50369—2014《油气长输管道工程施工及验收规范》[7]的规定，管道如果用于一级地区，则采用射线检测抽查5%钢管中的焊缝；二级地区则抽查比例提高到10%；但对于人口密集的三级地区或四级地区、管道穿跨越管段等风险相对较高的管段，不建议使用库存管线。

理化性能测试中，对于化学成分分析的检验频次可参照GB/T 9711—2011中关于复验的规定，按钢管批次确定，而不用考虑10%的随机抽查频次。对于力学性能试验，取样可根据无缝管、直焊缝管、螺旋焊缝管、非酸性服役条件的PSL1、PSL2和酸性服役条件的钢管等不同的差异，制定取样的部位和数量比例。

1.3　防腐层检测

对于带有预制防腐层的管道，除了对管道本体进行检测外，还需要对预制防腐层进行检测，需要针对不同年限的管道采取不同的抽查检验比例。

防腐层外观检查可采用目视检查、电火花检测等方法。由于防腐层受阳光、温度等环境影响，发生劣化的可能性大，因此需要对每根管道的防腐层进行黏接力（剥离强度）检测。防腐层厚度检测需根据不同防腐层特点制定检测部位。石油沥青防腐层由于具有一定流动性，放置过久会发生逐渐向管道底部流动的现象，因此石油沥青防腐层的厚度检测比例应大于聚乙烯防腐层，且检测部位应增加对顶部1点和11点时钟位置的检测。

2　再利用分级方法

目前西南油气田公司对工程剩余管线钢管的判定分类分为合格品、可修复品、降级品和报废品4种类型。

所有检验项目检测合格为合格品；存在凹坑、直度、咬边、分层等缺陷，消除缺陷后，剩余管子长度大于一定长度时为可修复品；存在壁厚减薄但钢管壁厚大于公称壁厚的70%时为降级品；其余为报废品。

张琪等[3]提出了燃气管网老旧管道再利用评价指标，从安全可靠性、管道耐久性、敷设合理性、环境友好性4个方面进行评价，并提出了全寿命周期成本计算的概念。对于库存管线钢管，参照此理念，可以从管线钢管的安全可靠性和经济性（成本核算）两方面进行分级。

判定为4种类型是基于管线钢管的安全可靠性进行的分级，可进一步考虑不同的存放方式（预制防腐层管线钢管和无防腐层）、不同的采购年限、不同的存放气候条件（不同的大气腐蚀性、湿度、平均温度等）等因素，进一步细化安全可靠性分级指标。

现有要求在经济性方面提出了管道剩余壁厚小于70%时为报废品。如果从经济性角度考虑，可对库存管线钢管检测发现的腐蚀、壁厚减薄等缺陷进一步进行剩余强度评价[8]，确定存在缺陷的管线钢管的最大允许操作压力，尽量不直接报废，从而提高库存管线钢管的利用率。

再利用整体经济性方面，如果管线钢管检测费用、检测后缺陷处理费用加上管道折旧后的费用已经超过新购管线钢管费用，从经济性角度考虑，再利用的价值已经不大。而且目前管理上管线钢管并未考虑折旧，新购钢管费用相对以前也大幅降低，对库存管线钢管再利用的经济性也可以探讨制定相应的管理办法。

3　库存管线钢管再利用应用实例

2014年，在某条管道（D813 mm L485螺旋焊缝焊管）建设过程中，对存放的管线钢管进行了再利用前的检验及分级，包括2005年的1条集输管道建设工程余料钢管177根、2007年的2条长输管道建设钢管余料26根。使用前，专业检测单位对全部管线钢管余料采用目视检测方法检测了椭圆度、直度、内焊缝余高、坡口、外观质量等项目，并全部进行超声波测厚，均符合标准要求，结果见表1。同时抽样选取了8根管线钢管进行了化学成分分析和力学性能试验，从而将检测合格的管线钢管用于2014年建设的这条通过二级地区的管道安装。

选取不同批次管道共8段进行化学成分、拉伸

性能、弯曲性能、冲击性能、撕裂性能、维氏硬度、金相分析等测试项目。结果显示：其中1根送检样品的屈服性能和撕裂性能不符合标准要求；1根送检样品的屈服性能不符合标准要求；1根送检样品的弯曲性能不符合标准要求。对于同批次同炉号的钢管扩大了抽查比例，结果再未出现异常。

4　结论与建议

1）对工程剩余管线钢管进行检验及分级能够有效指导库存管线钢管的再利用。同时需要不断修订工程剩余管线钢管的检验判定指标，提高其针对性和经济性。

2）需要考虑库存管线钢管再利用的整体经济性，制定相应的管理办法，明确对经济性不高的库存管线钢管的处理方式，提高库存物资管理效率。

3）对于库存管线钢管理化性能测试时发现的屈服性能、弯曲性能、落锤撕裂性能不符合标准要求的钢管，建议对类似钢管开展材质劣化的相关影响因素研究，以便优化存储条件和方法。