海底管线检测数据的利用

2018-11-14金涛

中国设备工程 2018年21期

金涛

(中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452)

管道智能内检测作为海底管道完整性管理的一种有效手段，正在被推广和应用，管道管理者会积累越来越多的海底管道智能内检测数据。而当前，对于管道内检测数据的分析和管理还仅仅停留在表层，主要就是了解管道缺陷多不多，最严重的缺陷在什么位置，剩余强度如何，初步评估下剩余寿命，简单说就是管道在当前情况下含缺陷运行是否安全。据不完全统计，至2016年底中海油已有愈百条海底管道实施了内检测，其中部分管道进行了多轮内检测，获得了大量的数据。在当前提倡大数据附加值的背景下，应该对海底管道内检测数据进行深入的分析，为海底管道的运行管理提供科学的依据，从源头上降低海底管道的风险。

1 管道内检测数据的类别

目前国际管道检测公司如ROSEN、TDW、Romstar、Baker Hughes等提供的检测报告中，参数主要分为两类，一类是位置参数，表明缺陷在管道上的所处位置，包括绝对里程、相对里程、时钟方位和表面位置；第二类是特征参数，表示缺陷的尺寸信息，包括缺陷长度、宽度和相对深度，如表1所示。

表1 管道内检测报告缺陷参数列表

2 内检测数据的分析利用

数据的利用主要包括缺陷适用性评价、再检周期、缺陷沿程分布规律、时钟方位分布规律、相对焊缝分布特点等；也包括单条多次检测数据的缺陷比对，分析腐蚀发展趋势，对该管道未来腐蚀发展方向做出科学预测。

（1）剩余强度评价。腐蚀缺陷剩余强度评价，国际上有不同的评价标准，如ASME B31G, Modified B31G(0.85dL)，RSRENG 和DNV F-101，这些方法均是采用流变应力理论，在缺陷有效面积、流变应力等参数选择方面有所不同。另外需要注意的是每个评价标准其保守性和适用性稍有不同，在采用时需要考虑实际需求，具体的评价方法详见各标准，此处不做赘述。

（2）腐蚀速率及剩余寿命评价。最准确的腐蚀速率的计算方法就是基于两轮内检测数据所计算的腐蚀速率，其计算公式如下所示：

其中：CR为腐蚀速率，mm/年；d2为后一次腐蚀深度，mm；d1为前一次腐蚀深度，mm；t2为后一次检测时间，年；t1为前一次检测时间，年。则剩余寿命计算公式为：

其中：RL为剩余寿命，年；CR为腐蚀速率，mm/年；d’为允许腐蚀的深度，mm；d0为已腐蚀深度，mm。

（3）腐蚀分布规律分析。通过分析缺陷点绝对里程位置，相对焊缝位置，时钟方位分析等，判断管道沿程的腐蚀敏感区间和方位区间，并分析每个管节上的腐蚀敏感位置，进行风险分析，为后续的风险控制提供依据和防控方向。

3 案例应用

（1）管道基本信息。本案例对渤海油田双层混输海管的两次内检测数据进行深入分析和评估，该海管投运至今共运行11年。曾间隔两年实施了两次内检测，结果发现内管有较严重的内外腐蚀，尤其是在某1km长的范围内存在较为严重的外腐蚀，缺陷数量如表2所示。

表2 两次内检测概况

（2）剩余强度评价。剩余强度评价针对第二次的检测数据进行，且考虑到篇幅问题，只选取了缺陷长度和深度较严重的缺陷共计73个缺陷进行了剩余强度的分析评估，评价标准分别选取了ASME和DNV规范，并进行了对比，结果如图1所示。

图1 剩余强度评价结果

从图1可看出，两种评估方法所评价出的最小剩余强度缺陷约位于里程500m处，该缺陷的相对深度为49%，缺陷长度为166mm。而该条管道壁厚减薄最大的缺陷点为79%，也由此看出。剩余强度最小的缺陷点并非是深度最大的缺陷点，这也告诫管道管理者不要仅仅关注壁厚减薄最大的缺陷点，而是要从强度的角度综合分析缺陷的风险。

（3）腐蚀速率分析。从两次检测数据看出，相对于内腐蚀来说其外腐蚀缺陷发展较快也较严重，因此腐蚀速率分析只针对51个较严重外腐蚀缺陷进行，经过比对腐蚀速率分析结果如图2。

由图可知经过约两年的时间腐蚀缺陷深度最大增加了42%，最小增加了10%，年腐蚀速率为最高达4mm/a。