原油管道外腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

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1、第23卷第6期油氣儲(chǔ)運(yùn)·1·綜述原油管道外腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)3黃維和(石油大學(xué)(北京))黃維和:原油管道外腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),油氣儲(chǔ)運(yùn),2004,23(6)1～4。摘要介紹了應(yīng)用解析法評(píng)估腐蝕管道失效風(fēng)險(xiǎn)的方法,根據(jù)ASMEB31G和DNV等規(guī)范建立了腐蝕管道失效概率計(jì)算模型,結(jié)合國外管道事故統(tǒng)計(jì)結(jié)果,應(yīng)用伯努利能量方程建立了后果評(píng)價(jià)模型,論述了建立風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)的方法。主題詞原油管道腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和DNVF101建立了腐蝕缺陷失效概率模型?！?〕一、前言1、ASMEB31G方法對(duì)于發(fā)展中的腐蝕缺陷,依據(jù)結(jié)構(gòu)可靠性原理,腐蝕是影響管道完整性的主要風(fēng)險(xiǎn)因素,用

2、于其穿孔極限狀態(tài)方程為:腐蝕防護(hù)的費(fèi)用是管道維護(hù)的主要成本之一,必須z=p-pl(1)對(duì)其進(jìn)行定量評(píng)估以制定恰當(dāng)?shù)木S護(hù)方法。但我國式中p———缺陷點(diǎn)處所能承受的最大壓力,Pa;開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的時(shí)間較短,對(duì)管道事故數(shù)據(jù)的收集pl———缺陷點(diǎn)處的內(nèi)壓,Pa。不規(guī)范,應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法定量計(jì)算腐蝕失效事故概率如果z小于零,管道將失效。的困難較大。計(jì)算該缺陷處管道可承受的最大操作壓力。解析法利用管道內(nèi)檢測測得的腐蝕缺陷尺寸和當(dāng)L≤50Dt時(shí):管材機(jī)械性能數(shù)據(jù),應(yīng)用結(jié)構(gòu)可靠性原理計(jì)算腐蝕2Ft(SMYS+1000)0.85d1-缺陷部位的極限承壓能力,將其與該點(diǎn)

3、工作壓力相Dtp=24-1/2(2)比較,判斷管道安全性。對(duì)于某種特定的土壤類型,1-0.85d1+0.6275L-0.003375LDt22tDt估計(jì)其腐蝕速率后就可以預(yù)測某時(shí)刻管道失效的概率。此方法避開了管道防腐層何時(shí)開始失效、陰極當(dāng)L>50Dt時(shí):保護(hù)是否起作用、效率多高等決定管道腐蝕卻又難2Ft(SMYS+1000)0.85d1-以用確定方法描述的事件,而將這些因素共同作用p=Dt(3)2-10.85dL的結(jié)果,管道腐蝕缺陷的大小,作為評(píng)價(jià)將來穿孔事1-0.032+3.3tDt故發(fā)生概率的基礎(chǔ),并通過估計(jì)腐蝕速率,來預(yù)測該式中F———設(shè)

4、計(jì)系數(shù);缺陷的發(fā)展?fàn)顟B(tài),從而推算出失效概率。t———管道壁厚,mm;D———管道直徑,mm;二、外腐蝕缺陷失效概率計(jì)算SMTS———管材規(guī)定的最小屈服強(qiáng)度,Pa;L———腐蝕缺陷的長度,mm;用于腐蝕缺陷評(píng)估的規(guī)范有ASMEB31G、d———腐蝕缺陷的深度,mm。DNVF101和RSTRENG等,依據(jù)ASMEB31G在腐蝕作用下,缺陷的程度加大。設(shè)最近一次3102249,北京市昌平區(qū)府學(xué)路18號(hào);電話:(010)89733804。·2·油氣儲(chǔ)運(yùn)2004年(T0年)檢測到的缺陷深度和長度為d0和L0,T0年g=Ymodel·P0·R-Pint(6

5、)到T年間的平均徑向腐蝕速率為Rd,軸向腐蝕速率2t為Rl,則第T年腐蝕缺陷的深度和長度分別為:P0=σuD-td=d0+Rd(1+CoV)(T-T0)(4)(1-d/t)L=L0+Rl(1+CoV)(T-T0)(5)R=(d/t)1-式中CoV———腐蝕速率的不確定系數(shù)。Q由于腐蝕情況較復(fù)雜,對(duì)腐蝕速率的精確估計(jì)L難度較大,可能需要很多檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行修正才能符Q=1+0.31Dt合實(shí)際情況,因此在應(yīng)用時(shí)需要考慮Rd和Rl的不式中P0———腐蝕缺陷處管道承壓能力,Pa;確定性。CoV在0～0.5間取值,當(dāng)其等于0.5時(shí),Pint———腐蝕點(diǎn)處管道

6、內(nèi)壓,Pa;表示該腐蝕速率有50%的誤差。在腐蝕速率不能R———腐蝕速率;精確確定時(shí),可以采取保守的辦法,取較大的CoVQ———泄量量,kg/s;值,以增加安全性。隨著檢測數(shù)據(jù)的積累,再次評(píng)估Ymodel———模型不確定系數(shù),代表模型計(jì)算值與時(shí),可以逐漸減小CoV值,使腐蝕速率取值越來越試驗(yàn)值的符合程度。接近實(shí)際,失效概率的預(yù)測也隨之接近實(shí)際。同樣可以用式(4)和式(5)預(yù)測內(nèi)檢測后某年的將式(4)和式(5)代入式(2)和式(3)中,可以求管道腐蝕失效概率。此模型已經(jīng)應(yīng)用于多條油氣管出單個(gè)缺陷在T年的承壓能力,將之代入式(1)中,道,偏差僅為1

7、0%?？梢耘袛嗍欠襁_(dá)到極限穿孔條件。對(duì)管道所有缺陷3、腐蝕速率估計(jì)方法點(diǎn)采用J2C法或MonteCarlo法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,即可求解腐蝕失效概率最重要的步驟是估計(jì)腐蝕速求出檢測后某時(shí)刻管道腐蝕穿孔的失效概率。率R(包括Rd和Rl)。沒有進(jìn)行內(nèi)檢測的管道,R〔2〕2、DNVRPF101方法可以由土壤電阻率、外防腐層類型、陰極保護(hù)率等情DNVRPF101由BGTechnology和DNV聯(lián)合開況依據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算。裸管的腐蝕速率與電阻率、土壤發(fā),其腐蝕缺陷穿孔的極限狀態(tài)方程為:類型的大致關(guān)系〔2〕見表1。表1裸管的腐蝕速率與電阻率、土壤類型的關(guān)系電阻率腐蝕

8、速率土壤類型水類型腐蝕性(Ω·cm)(mm/a)<100海水,鹽水極強(qiáng)1.0100～1000鹽沼、含鹽泥炭土、沼澤海底水強(qiáng)0.51000～5000含鹽