王鵬 趙曉利 楊宏宇 張爽 李東昕 徐卓 張琳 文立

國家管網集團北方管道沈陽檢測技術分公司

摘要：管道缺陷評價是管道完整性管理的關鍵環節之一，發現缺陷應當采取措施消除或者進行合于使用評價。采用缺陷定級和評價軟件，能夠實現快速準確計算、及時得出評價結果，從而為管道缺陷的后續處理提供可靠依據。

關鍵詞：油氣管道；合于使用評價；缺陷定級；評價軟件

油氣管道具有高溫高壓和介質易燃易爆等特點，一旦失效易引起火災、爆炸等造成重大損失。TSG D7005―2018《壓力管道定期檢驗規則—工業管道》要求定期對管道進行全面檢驗，發現缺陷應當采取措施消除或者進行合于使用評價，以避免管道發生泄漏和爆炸事故。管道定期檢驗受諸多因素限制，因而合于使用評價尤為重要。本文就金屬損失和焊縫缺陷采用缺陷評價軟件開展管道合于使用評價進行了相關研究。

1  缺陷評價技術

1.1  缺陷評價軟件概述

沈陽檢測技術分公司自行研發的管道缺陷安全等級評定與評價軟件V1.0集成了缺陷定級和評價兩大功能。依據TSG D7005―2018對金屬損失、焊縫缺陷等進行分類，根據缺陷類型輸入各缺陷相關參數，可快速計算給出評級結果，以確定管道缺陷等級。依據SY/T 6477―2017 《含缺陷油氣管道剩余強度評價方法》，針對缺陷形式選擇推薦的缺陷評價方法，如管體腐蝕、表面金屬損失等缺陷，選擇體積型缺陷評價方法；焊縫裂紋、咬邊等缺陷，選擇裂紋型缺陷評價方法等。針對等級超標的缺陷，給出適用性評價的結論和建議。利用該軟件，能夠極大地提高缺陷評級的準確性和評價效率，為處置缺陷給出明確理論依據。軟件結構框架與模塊功能如圖 1所示。

圖 1 軟件結構框架與模塊功能

1.2  缺陷評價流程

缺陷評價流程如圖 2所示。

圖 2 缺陷評價流程

2  缺陷評價應用

2.1  金屬損失評價

某輸氣站場開展全面檢驗時發現站內工藝管道某閥門下游管體存在局部減薄，管道及缺陷基本信息如表 1所示。

表 1 工藝管道及缺陷基本信息

（1）確定金屬損失缺陷的安全等級。將管道基礎參數和缺陷相關參數輸入軟件缺陷定級模塊，可快速得出該管道局部減薄缺陷定為5級，需要立即修復或進行合于使用評價，如圖 3所示。

圖 3 管體金屬損失缺陷評級計算示例

（2）合于使用評價。上述管體缺陷按照局部腐蝕評價。將管體缺陷相關參數輸入軟件中即可得出評價曲線圖（圖 4），根據坐標圖中的評價點位于臨界曲線圖下方，可以直觀得出結論為缺陷可接受。本次管體缺陷合于使用評價結果為可接受，無需立即修復，建議按照檢測周期監控運行。

圖 4 管體缺陷評價結果

2.2  焊縫缺陷評價案例

輸氣站場全面檢驗發現站內工藝區某閥門下游焊縫處存在未熔合缺陷。管道及焊縫缺陷基本信息如表 2所示。

表 2 環焊縫缺陷基本信息

（1）確定該焊縫缺陷的安全等級。.將管道基礎參數和缺陷相關參數輸入軟件缺陷定級模塊，得出該焊縫缺陷為4級，需要立即修復或進行合于使用評價，如圖 5所示。

圖 5 輸氣站工藝管道環焊縫缺陷評級計算示例

（2）合于使用評價。將表 2中環焊縫超標缺陷尺寸進行規則化處理后結果見表 3。按內表面半橢圓裂紋評價，當無法給出缺陷自身高度時取一道焊層高度2.0/3.0 mm。

表 3 缺陷規則化信息

評價參數取值見表 4。其中，沖擊功取20 J，安全系數參考SY/T 6477―2017選取，并考慮20 ℃溫差引起的軸向載荷約48 MPa，焊縫殘余應力取0.5倍的屈服強度。

表 4 評價參數取值表

1#環焊縫缺陷評價結果如圖 6所示，其載荷比Lr為0.202， 韌性比Kr為0.541。由此可知，在未考慮其他外部附加載荷的情況下，該環焊縫可接受，但其為根部危害性缺陷，且焊口整體質量差，建議采取有效的監控措施。

圖 6 環焊縫缺陷剩余強度評價結果

3  結論

缺陷評價軟件具有缺陷定級和缺陷評價兩個主要功能，只需輸入管道和缺陷有關參數即可快速評定缺陷級別，然后將缺陷信息進行規則化處理，根據現場實際情況選取評價參數，再利用軟件得出評價曲線圖，根據坐標評價點在曲線圖中的位置判定評價結果。

采用缺陷評價軟件進行管道合于使用評價，可快速、準確得出評價結果，能夠及時給出缺陷處置可靠依據，并預留缺陷處理時間，既保障了管線安全運行，也節約了維修成本。

但該軟件目前僅依據標準中歸納的算法進行開發，對于現場復雜工況對缺陷評價參數的影響考慮尚不夠全面，所使用的評價參數存在一定的誤差，尚需在今后實際應用中加以改進完善。

作者簡介：王鵬，1989年生，工程師，2014年碩士畢業于遼寧石油化工大學油氣儲運工程專業，現主要從事管道檢測專業方向的研究工作。聯系方式：15898385347，245609292@qq.com。