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1、第23卷第6期油氣儲運·1·綜述原油管道外腐蝕風險評價3黃維和(石油大學(北京))黃維和:原油管道外腐蝕風險評價,油氣儲運,2004,23(6)1～4。摘要介紹了應用解析法評估腐蝕管道失效風險的方法,根據(jù)ASMEB31G和DNV等規(guī)范建立了腐蝕管道失效概率計算模型,結合國外管道事故統(tǒng)計結果,應用伯努利能量方程建立了后果評價模型,論述了建立風險可接受標準的方法。主題詞原油管道腐蝕風險評估和DNVF101建立了腐蝕缺陷失效概率模型?！?〕一、前言1、ASMEB31G方法對于發(fā)展中的腐蝕缺陷,依據(jù)結構可靠性原理,腐蝕是影響管道完整性的主要風險因素,用
2、于其穿孔極限狀態(tài)方程為:腐蝕防護的費用是管道維護的主要成本之一,必須z=p-pl(1)對其進行定量評估以制定恰當?shù)木S護方法。但我國式中p———缺陷點處所能承受的最大壓力,Pa;開展風險評價的時間較短,對管道事故數(shù)據(jù)的收集pl———缺陷點處的內壓,Pa。不規(guī)范,應用統(tǒng)計方法定量計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。解析法利用管道內檢測測得的腐蝕缺陷尺寸和當L≤50Dt時:管材機械性能數(shù)據(jù),應用結構可靠性原理計算腐蝕2Ft(SMYS+1000)0.85d1-缺陷部位的極限承壓能力,將其與該點
3、工作壓力相Dtp=24-1/2(2)比較,判斷管道安全性。對于某種特定的土壤類型,1-0.85d1+0.6275L-0.003375LDt22tDt估計其腐蝕速率后就可以預測某時刻管道失效的概率。此方法避開了管道防腐層何時開始失效、陰極當L>50Dt時:保護是否起作用、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的結果,管道腐蝕缺陷的大小,作為評價將來穿孔事1-0.032+3.3tDt故發(fā)生概率的基礎,并通過估計腐蝕速率,來預測該式中F———設
4、計系數(shù);缺陷的發(fā)展狀態(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算SMTS———管材規(guī)定的最小屈服強度,Pa;L———腐蝕缺陷的長度,mm;用于腐蝕缺陷評估的規(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。設最近一次3102249,北京市昌平區(qū)府學路18號;電話:(010)89733804?！?·油氣儲運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由于腐蝕情況較復雜,對腐蝕速率的精確估計L難度較大,可能需要很多檢測數(shù)據(jù)進行修正才能符Q=1+0.31Dt合實際情況,因此在應用時需要考慮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,當其等于0.5時,Pint———腐蝕點處管道
6、內壓,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,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,再次評估Ymodel———模型不確定系數(shù),代表模型計算值與時,可以逐漸減小CoV值,使腐蝕速率取值越來越試驗值的符合程度。接近實際,失效概率的預測也隨之接近實際。同樣可以用式(4)和式(5)預測內檢測后某年的將式(4)和式(5)代入式(2)和式(3)中,可以求管道腐蝕失效概率。此模型已經應用于多條油氣管出單個缺陷在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_到極限穿孔條件。對管道所有缺陷3、腐蝕速率估計方法點采用J2C法或MonteCarlo法進行統(tǒng)計分析,即可求解腐蝕失效概率最重要的步驟是估計腐蝕速求出檢測后某時刻管道腐蝕穿孔的失效概率。率R(包括Rd和Rl)。沒有進行內檢測的管道,R〔2〕2、DNVRPF101方法可以由土壤電阻率、外防腐層類型、陰極保護率等情DNVRPF101由BGTechnology和DNV聯(lián)合開況依據(jù)經驗估算。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:類型的大致關系〔2〕見表1。表1裸管的腐蝕速率與電阻率、土壤類型的關系電阻率腐蝕
8、速率土壤類型水類型腐蝕性(Ω·cm)(mm/a)<100海水,鹽水極強1.0100～1000鹽沼、含鹽泥炭土、沼澤海底水強0.51000～5000含鹽
