管道完整性評價技術在LNG管道的應用
來源:《管道保護》雜志 作者:李強 時間:2018-8-16 閱讀:
李強
廣東大鵬液化天然氣有限公司
經過近20年國內外管道運營實踐,管道完整性管理已經被證明是一種主動預防式的管理模式,通過對管道各項屬性數據進行分析,在事故發生前,系統科學地對管道風險和缺陷進行全面檢測、識別和評價,然后根據嚴重等級進行提前維修和風險預控,避免隱患發展到事故。
廣東大鵬LNG公司(廣東大鵬)自2005年引入管道完整性管理以來,及時跟蹤國內外最新進展,形成了一套行之有效的管道完整性評價體系,確保了管道本質安全,為管道持續可靠供氣奠定了堅實的基礎。
1 構建管道完整性評價管理體系
累計建立并發布7份專項管道完整性評價程序文件,如《管道內檢測實施細則》《管道外腐蝕檢測實施細則》《管道疑似缺陷點內檢測開挖驗證作業實施細則》《管道超聲導波檢測實施細則》《管道缺陷評估細則》等,并保持每年更新和完善,不僅實現了對管道完整性評價工作的全覆蓋,而且使管道完整性檢測和評價工作有據可依,有章可循,做到“做我所寫,寫我所做”。
實際工作中,檢測工程師、完整性評價工程師、數據工程師嚴格執行和落實程序文件要求,實現了完整性檢測數據傳遞的無縫銜接和閉環管理,確保了用于完整性評價的數據質量。
通過完整性管理年報對管道完整性評價進行專項要素分析,有效識別和發現已開展管道完整性評價工作的不足,完善并循環提升管道完整性評價水平。
2 構建管道完整性評價技術體系
2.1構建檢測技術體系
LNG管道內介質為LNG氣化后的天然氣,水和硫的含量極低, 管道涂覆內涂層,通常沒有內腐蝕產生環境(除非施工期遺留試壓水)。
經過對管道工藝操作及介質參數、管材類型及等級以及多條管道的內外檢測和開挖驗證,確定管道本體缺陷的主要類型有:外腐蝕、燒蝕、機械損傷、制造缺陷、焊縫異常、幾何變形以及復合型缺陷。其中外腐蝕分為普通的電化學腐蝕和雜散電流腐蝕;燒蝕分為電弧灼傷和大電流燒蝕;機械損傷分為內部機械損傷和外部機械損傷;制造缺陷有重皮、打磨、夾雜等;焊縫異常常見氣孔、未焊滿、咬邊等。各類缺陷檢測方法見表 1。
2.2 構建檢測、監測、評價機制
2.2.1 管道內檢測和外腐蝕檢測
對于具備內檢測條件的管道,已基本完成兩輪內檢測和三輪外腐蝕檢測,部分管道完成3-4次內檢測,有效發現一定數量幾何變形、腐蝕、焊縫異常、內部機械劃傷、夾渣、重皮、燒蝕等管道本體缺陷;對于不具備內檢測條件的管道,均安裝了超聲導波永久監測探頭,定期進行檢測,再結合外腐蝕檢測,實現了管道完整性評價的全覆蓋。
2.2.2 修正管道中線數據方法
針對存在管線位置不準、竣工資料不全等問題,摸索出一套基于管道內檢測的修正管道中線數據并準確獲取管道數據集的方法。首先采集并分析管道內檢測中線、磁力盒坐標、管線探測等數據;其次,利用航空攝影測量獲得管道兩側400m影像圖及線路走向圖;最后,應用地理信息分析軟件對竣工資料、最新中線數據和影像圖進行整合比對分析,修正錯誤數據,得到準確的管道數據集,最終形成管道路由及縱斷面圖,使得全線中線坐標精度在±1m以內。提高了完整性管理數據的可靠性。
2.2.3 管道數據價值的深度挖掘
通過開展兩輪管道內檢測數據比對工作,探索出一套內檢測與內檢測、內檢測與外檢測數據比對,內檢測與其他重要數據比對的方法,形成了有效的內檢測數據利用體系,對管道完整性進行準確和客觀評價,及早發現管道安全管理盲區。
編訂行業標準SY/T0087.5―2016《油氣管道腐蝕數據綜合分析技術規范》及氣電企業標準Q/HS QD 0008―2016《在役陸上長輸天然氣管道完整性數據綜合分析評價技術規范》,進一步指導和規范管道數據的分析利用。
2.2.4 河流穿越段管道埋深監測
與國內檢測公司合作,利用One-Pass檢測技術定期監測河流穿越段管道水下埋深,再與內檢測數據對比,及時發現和防范河流穿越段管道發生的問題。
2.2.5 管道地質災害應變監測
在管道沿線地質災害高風險點、高填土區管道、站內沉降管道安裝了22套管道地質災害遠程監測系統。實時監控管道應變和管道周邊覆土的水壓、土壓、傾斜度等參數,經過數據分析和風險評價,一定程度上掌握了地質災害高風險點的風險變化情況。解決了系統耐高溫、耐潮濕、地下雜散電流及浪涌等可靠性方面的問題。
2.2.6 構建管道缺陷及安全狀態評價體系
自主開發管道缺陷及安全狀態評價軟件體系,包括7個模塊15套算法。實現了對管道本體缺陷如腐蝕、機械劃傷、幾何變形、焊縫缺陷、裂紋,各種復雜工況下如重車碾壓、懸空管道、占壓管道承壓能力等的風險評價,使管道缺陷及安全狀態評價一體化、模塊化、數字化。同時編制了在役長輸天然氣管道腐蝕壁厚損失臨界值速查表、在役長輸天然氣管道懸空臨界值速查表,改善了現場工作效率。
2.2.7 含缺陷焊縫適用性評價關鍵技術
汲取國內管道環焊縫失效事故經驗教訓,加強環焊縫缺陷管理,對施工期存在較大拘束應力的含缺陷焊縫評價及動態彎曲載荷對缺陷失效敏感性等關鍵技術問題開展研究,取得多項成果,形成適用于大鵬公司的焊縫缺陷可接受臨界值,提高了含缺陷焊縫評價的可靠性。
3 管道合于使用評價
依照國家相關法規,在役長輸天然氣管道應經有資質的單位開展管道定期檢驗及合于使用評價工作。但現階段國內有此資質的單位非常有限,且檢測能力有待在實際工作中進一步驗證。
廣東大鵬自2015開展管道合于使用評價工作。經過與相關單位多輪次技術溝通,最終確定:通過審查公司檢測數據,并按照一定比例進行抽查復驗,再對管道本體和腐蝕防護系統進行評級,最終給出合于使用評價結論。避免了高昂的檢測評價費用,提高了工作效率和工作質量,使企業達到了合法合規運營的要求。
作者:李強,1986年生,工程師,2011年畢業于東北石油大學材料學專業,現為廣東大鵬液化天然氣有限公司技術服務部完整性評價工程師,主要從事與天然氣長輸管道及管道完整性評價相關的技術工作。
《管道保護》2018年第1期(總第38期)
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