海底管道失效原因研究和其對策

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1、海底管道失效原因研究和其對策　　摘要：由于海底管道的自身特點，對其監(jiān)測、檢測以及維修的難度要遠(yuǎn)高于陸地管道，一旦海底管道發(fā)生損傷或失效，不僅造成油氣田的巨大損失，而且還會造成環(huán)境污染以及不利的社會影響。關(guān)鍵詞：海底管道；失效；檢測；原因中圖分類號：P641.4+62文獻標(biāo)識碼：A文章編號：目前在我國海上油氣田開發(fā)海域，已經(jīng)鋪設(shè)了多條海底管道，這些海底管道承擔(dān)著輸送油氣的重要任務(wù)，是海上油氣田的生命線。海底管道的安全狀況直接關(guān)系到海上油氣田的安全。海底管道的服役條件不僅比陸地管道苛刻，而且還可能在海流、航海、漁業(yè)生產(chǎn)、地震等影響下導(dǎo)致?lián)p壞。另外，由于海底管道的自身特點，對其監(jiān)測、檢測以及維修的難

2、度要遠(yuǎn)高于陸地管道，一旦海底管道發(fā)生損傷或失效，不僅造成油氣田的巨大損失，而且還會造成環(huán)境污染以及不利的社會影響。隨著海底管道服役年限的增長，失效頻率會越來越高，這對海上油氣田安全穩(wěn)定生產(chǎn)及開發(fā)成本的控制都將是巨大的威脅。雖然我國已在海上油氣田開發(fā)海域成功地鋪設(shè)了多條海底管道，但是對管道服役狀況的評估技術(shù)還相對薄弱，因此加強海底管道的安全管理十分必要。1海底管道失效原因7海底管道應(yīng)處于海底地形平坦且穩(wěn)定的地段，結(jié)合沿線海域水動力條件，合理設(shè)計管道壁厚、管道的埋深以及管道防護覆蓋層等；要加強施工質(zhì)量監(jiān)督，嚴(yán)控材料質(zhì)量；運營中要運用在線檢測技術(shù)防范海底管道泄漏；另外，還應(yīng)該定期對海底管道進行內(nèi)外檢

3、測。對海底管道的定期檢測主要包括兩個方面，一是對管體腐蝕情況的檢測,判斷管體的承壓能力；二是對管體與海床相對位置的檢測，弄清管體埋深情況，是否有局部懸空及海床沖淤變化趨勢。海底管道的定期檢測是指在管道運行期間按海底管道系統(tǒng)規(guī)范要求，對易損傷的管段每年進行一次定期檢測，其他部分至少每5年進行一次定期檢測，管道在運行期間，如果遇到地震、大風(fēng)暴或遭受嚴(yán)重的機械損傷，還應(yīng)進行特殊檢測。1.1腐蝕7作為海底管道失效最主要的原因，對海底管道的腐蝕分為管外腐蝕和管內(nèi)腐蝕兩種。管外腐蝕主要指的是電化學(xué)腐蝕，在海底土壤還有海水等電解質(zhì)溶液當(dāng)中，金屬管道的表面會由于失去離子而發(fā)生腐蝕。這種腐蝕不均勻，管材的不均勻

4、會使管道各處電位存在差異，低電位區(qū)受腐蝕較輕，高電位區(qū)受腐蝕則比較嚴(yán)重。除了電化學(xué)腐蝕，管外腐蝕還包括海生物腐蝕、化學(xué)腐蝕、大氣腐蝕等類型。土壤和海水的含鹽度、含氧量、海流流速、海洋生物濃度、電阻、溫度等因素會影響管外腐蝕速度。所謂管內(nèi)腐蝕是所輸送油氣中含有的硫、水、氧這些雜質(zhì)跟鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而使管內(nèi)發(fā)生化學(xué)腐蝕，如果油氣中含有硫化氫，管道會發(fā)生氫致開裂或硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂，從而使管道在低應(yīng)力下發(fā)生脆斷，這是非常危險的一種情況，油氣中硫、水、氧的含量會直接影響管內(nèi)腐蝕的速度。海底管道在腐蝕作用下常以局部穿孔的形式造成破壞。1.2機械破壞、第三方活動第三方的海上活動也可能會破壞海底管道，位于海

5、上工程施工范圍區(qū)、航道區(qū)或漁業(yè)活動區(qū)的管道若埋設(shè)不深或由于波流沖刷而裸露出海底，就會很容易受到航錨和船上落物撞擊或漁網(wǎng)拖掛作用，位于平臺附近和海上工程施工范圍內(nèi)的管道部分受平臺上落物撞擊和施工作用的危險性也非常大，這些作用都會在一定程度上損傷管道，甚至嚴(yán)重的時候還會造成管道斷裂等嚴(yán)重問題。1.3波流沖刷作用如果海底管道埋的不夠深，就會在波流反復(fù)沖刷作用下逐漸裸露出海底，從而呈懸跨的狀態(tài)，這樣一來，在波流流經(jīng)懸跨管道的時候就會在管道的后部釋放旋渦從而導(dǎo)致管道振動，如果旋渦釋放頻率和懸跨管道自振頻率相近，管道就會發(fā)生渦激共振，在很短的時間里就會使管道發(fā)生疲勞甚至造成強度破壞。1.4管道附件失效7海

6、底管道上的機械連接器、法蘭、卡子、閥門、墊片、接頭等附件也會因腐蝕、老化或其它原因而導(dǎo)致失效，使海底管道無法正常控制甚至發(fā)生泄露。除此之外，設(shè)計不合理和操作失誤也是造成海底管道失效的原因，相對于其它幾種原因這兩種原因是比較容易避免的，因為它們主要是由于人為因素造成的管道失效。很多情況下，海底管道失效的原因都不是簡簡單單的一種，常?？赡苁菐追N情況共同作用引起的，海底管道失效的原因與海底管道運行環(huán)境和運行年限有密切的關(guān)系。有些海底管道已經(jīng)服役了很長時間，那么管道附件老化和腐蝕可能是導(dǎo)致其失效的主要原因，而有些海底管道則是鋪設(shè)在砂質(zhì)海床上，因此海床運動和波流沖刷可能是導(dǎo)致其失效的主要原因。1.5焊縫

7、缺陷和管道的材料缺陷所謂焊縫缺陷是指管道在制造和施工過程中焊接質(zhì)量不過關(guān)，存在著夾渣、裂紋或氣孔等缺陷。而管道的材料的缺陷則是指管材在制造過程中存在的質(zhì)量問題，比如材料內(nèi)部存在著偏析、氣泡、夾雜物或表面存在著裂紋、劃傷等。管道的材料缺陷和焊縫缺陷處在外力作用下很容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，而它們也常常是管道發(fā)生疲勞破壞和強度破壞的潛在危險點。防止海底管道失效的對策2.1合理設(shè)計7海底管道設(shè)計過程是有效防