油气管道完整性管理培训.

海洋油气装备与安全技术研究中心CentreforOffshoreEngineeringandSafetyTechnology中国石油大学朱红卫油气管道风险与完整性2Content01020304油气管道事故统计与分析管道风险评价工程方法管道完整性管理总结主要内容3美国管道事故统计危险液体管道气体管道（所有事故）4美国管道事故统计危险液体管道气体管道（严重事故）5美国管道事故统计危险液体管道气体管道（重大事故）6美国管道事故统计——重大事故后果统计7EGIG9th失效频率失效频率8EGIG9th事故原因分布各失效原因的年发生频率9EGIG8th外力破坏，泄漏口大小和管径外力破坏和管径外力破坏和埋深外力破坏，泄漏口大小和埋深10EGIG8th腐蚀和年份内外腐蚀分布腐蚀、泄漏口和年份腐蚀失效和涂层类型沥青煤焦油未知环氧树脂聚乙烯11EGIG8th施工缺陷/材料失效，泄漏口大小和年份施工缺陷/材料失效和失效频率Hot-tapmadebyerror和管径Hot-tapmadebyerror，泄漏口大小和管径12EGIG9th管道老龄化13EGIG9th管道老龄化14海底管道事故统计1967-2012年墨西哥湾共发生海底管道泄漏事故184起，其中泄漏量10~49bbl的事故104起（56.5%）；泄漏量50bbl以上的事故80起（43.5%）。事故发生率为4起/年，其中10~49bbl的事故2.3起/年，50bbl以上的事故1.7起/年。设备故障与外力是引起墨西哥湾海底管道泄漏的最主要原因，分别占34.3%和33.4%，其次是天气因素、飓风和人为失误，分别占19.2%、7.8%和4.5%，最后是撞击、井喷和火灾，各占0.3%。15海底管道事故统计墨西哥湾海底管道泄漏事故平均水深336.7ft(102.6m)。事故水深分布比例和离岸距离分布比例如下图。水深30.48~91.44m(100~300ft)，距离海岸0~32.2km(0~20mi)是事故高发区海域。16海底管道事故统计国内：1995~2012年共发生海底管道泄漏事故21起，平均1.17起/年。事故原因分布①第三方破坏事故7起，占12%；②冲刷悬空事故3起，占5%；③腐蚀和自然灾害各2起，占3%；④人为失误1起，占2%；⑤未知原因事故6起，占10%。事故海域分布①南海海域发生的事故次数最多，为9起，占38%；②渤海海域发生海底管道泄漏事故8起，占33%；③东海海域4起，占17%。输送介质①天然气泄漏4起，占19%；②油品泄漏17起，占81%。17国内管道事故统计据不完全统计，自1995年至2012年，全国共发生各类管道安全事故1000多起。中国油气管道事故率平均3次/1000千米·年，远高于美国的0.5次/1000千米·年。中国在1998年前建成的管道只有2.34万公里。也就是说，目前服役的管道中78%使用时间不足15年。统计6年9起地下管道爆炸事故：管线自身的老旧、腐蚀是元凶之一，但并非管线事故主因。除去3起未公布事故原因外，超过8成为外力人为破坏，“施工失误”、“违规作业”等是造成事故的主要原因。通过梳理历年来的重大爆炸事故得出结论：第三方施工破坏、建筑物占压管道或建筑物距离管道太近等现象应引起重视。18国内管道事故统计19Content01020304油气管道事故统计与分析管道风险评价工程方法管道完整性管理总结主要内容工程方法01020304直接评价（油水钢管内腐蚀）直接评价（钢管外腐蚀）直接评价（干气和湿气管道内腐蚀）缺陷评价风险评价工程方法05指数法评价直接评价内检测ILI指数评价内腐蚀外腐蚀寿命评价风险评价内检测与风险评价缺陷评价无内检测基于规范基于有限元22•直接评价适用范围：只限于评价三种具有时效性的缺陷，即外腐蚀、内腐蚀和应力腐蚀。•直接评价一般在管道处于如下状况下选用：•1）不具备内检测或压力试验实施条件的管道；•2）不能确认是否能够实施压力试验或内检测的管道；•3）使用其它方法评价需要昂贵改造费用的管道；•4）确认直接评价更有效，能够取代内检测或压力试验的管道。直接评价预评价01间接检测与评价02直接检测与评价031：准备工作包括1)资料及数据收集2)检测方法及仪器要求3)ICDA可行性评价4)ICDA管段划分。2：开展地面检测，结合历史记录，初步确定内腐蚀分布及程度。3：依据间接检测结果，确定开挖数量及顺序，进行开挖检测、腐蚀管道剩余强度评价、分析腐蚀原因，并对间接检测分级准则进行修正。4：评价ICDA的有效性和确定再评价时间。后评价04直接评价（油水钢管内腐蚀）评价流程内腐蚀和防护日常检测及调查数据腐蚀监测数据原始壁厚管径，高程、走向介质，运行参数和输送方式内防腐层种类厚度补口施工工艺管道施工概况化学药剂种类加注方式位置腐蚀泄漏事故，失效案例和维修智能清管器内检测试压检测其它数据资料预评价资料及数据12345679108直接评价（油水钢管内腐蚀）预评价：收集数据资料瞬变电磁检测超声导波检测超声检测单根或间距大于2倍埋深的平行管道管壁减薄率的检测。不适用于点蚀检测不需开挖，检测方便快捷管道横截面积损失率的检测需开挖探坑，检测效率较低，一般检测距离为几十米，需去除探头安装处防腐层，可较准确地测定横截面积损失率管道剩余壁厚的检测同超声导波检测预评价：选择检测方法直接评价（油水钢管内腐蚀）适用范围特点ICDA管段划分点1管径、壁厚变化点。2管输介质交接点。3化学药剂注入点。4清管器操作点（发射/接收点）。5流速明显变化点。6内防护措施明显变化点。直接评价（油水钢管内腐蚀）预评价：划分管段瞬变电磁检测超声导波检测其它检测方法分析法瞬变电磁法检测平均管壁减薄率对存在强电磁干扰、同沟敷设、套管及弯头等特殊部位，可用超声导波方法进行管壁横截面积损失率检测其他间接检测方法如不具备管道检测条件，可根据收集的数据对影响管道内腐蚀的主要因素进行分析，判断管道发生内腐蚀较严重的位置。直接评价（油水钢管内腐蚀）间接检测与评价：间接检测目的：判断内腐蚀较严重部位间接检测与评价：间接评价直接评价（油水钢管内腐蚀）管体金属损失率评价分级根据管体金属损失率的分级，结合管道外腐蚀检测及评价结果，识别和分析内腐蚀可能较严重的位置。确定开挖数量及顺序12345开挖检测腐蚀管道剩余强度评价腐蚀原因分析间接评价分级准则的修正直接评价（油水钢管内腐蚀）直接检测与评价：步骤目的：结合间接检测与评价结果，确定管道内腐蚀发生较严重的点，检测腐蚀状况，进行管体剩余强度的评价。直接检测与评价：开挖数量及顺序直接评价（油水钢管内腐蚀）注意：有“前科”的点，有效性检验点间接检测评价结果严重中轻点数3个，选择1~2处开挖。点数=3个，至少选择3处金属损失率较大的点开挖。30%开挖点最大腐蚀深度大于0.5t，追加开挖点。至少选择1个点开挖。开挖点最大腐蚀深度大于0.5t，至少追加1个开挖点。可选择1个点开挖。开挖点最大腐蚀深度大于0.5t，至少追加1个开挖点。后评价：步骤直接评价（油水钢管内腐蚀）目的：确定再评价时间和评价ICDA过程的整体有效性根据管道内腐蚀程度及腐蚀速率、维修程度以及介质腐蚀性等估算；最长再评价时间应取剩余寿命的一半确定再评价时间可通过直接检测结果与间接检测结果的趋同性确定ICDA的有效性。通过有效性检验的开挖点，确认ICDA的有效性。ICDA有效性评价间接检测结果、直接检查中收集的数据、管道剩余强度评价、腐蚀原因分析、ICDA过程及方法有效性的直接检测、再评价安排。反馈预评价01间接检测与评价02直接检测与评价031：准备工作包括1)资料及数据收集2)ECDA管段划分3)检测方法及设备选择4)ECDA可行性评价。2：开展防腐层地面检漏等间接测试，结合历史记录，进行防腐层漏点和腐蚀活性点分级评价。3：依据间接检测结果，确定开挖数量及顺序，进行开挖检测、腐蚀管道安全评价、分析腐蚀原因，并对间接检测分级准则和开挖顺序进行修正。4：评价ICDA的有效性和确定再评价时间。后评价04直接评价（钢管外腐蚀）评价流程管道原始特性，走向图。航拍图施工概况，运行参数，防腐层概况阴保系统概况和运行情况杂散电流，干扰电流调查管道环境概况，附属设施，穿跨越腐蚀泄漏事故，维修，大修情况防腐层检漏及试压运行记录土壤腐蚀电流密度现场埋设试片腐蚀速率监测数据其它数据资料预评价资料及数据12345679108直接评价（钢管外腐蚀）预评价：收集数据资料ECDA管段划分依据1管道材质。2施工因素。3运行管理。4间接检测方法。5管段的重要性。6环境因素。直接评价（钢管外腐蚀）预评价：划分管段密间距电位测量法电流电位梯度法地面音频检漏法评价阴极保护系统有效性、确定杂散电流影响范围、检测防腐层漏点更精确确定防腐层漏点位置，识别孤立还是连续破损。电位梯度法还可评估泄漏点尺寸、缺陷处金属腐蚀活性确定埋地管线防腐层漏点位置，地面测量预评价：选择检测方法和设备直接评价（钢管外腐蚀）特点交流电流衰减法评价防腐层管段的整体质量和确定防腐层漏点间接检测与评价：间接评价直接评价（钢管外腐蚀）间接检测结果的评价分级检测方法轻中严重直流电位梯度法电位梯度较小，CP在通/断电时均处于阴极状态电位梯度中等，CP在断电时均处于中性状态电位梯度较大，CP在断电时均处于阳极状态音频信号检漏法或交流电位梯度法低电压降中等电压降高电压降密间隔电位法通/断电电位轻微负于阴极保护电位准则通/断电电位中等偏离并正于阴极保护电位准则通/断电电位大幅度偏离并正于阴极保护电位准则交流电流衰减法单位长度衰减量小单位长度衰减量中等单位长度衰减量较大确定开挖顺序及数量12345进行土壤腐蚀性测试测试防腐层损伤状况及管体腐蚀缺陷腐蚀管道安全评价原因分析直接评价（钢管外腐蚀）直接检测与评价：步骤目的：确定间接检测结果中腐蚀活性趋向最严重的点，从而收集数据进行管体腐蚀安全评价。6过程评价直接评价（钢管外腐蚀）直接检测与评价：开挖数量及顺序注意：有效性检验点后评价：步骤直接评价（钢管外腐蚀）目的：确定再评价时间和评价ICDA过程的整体有效性新建管道投产后两年内开展一次预评价所需资料调查；管道运行10~15年内开展首次ECDA，以后进入定期再评价阶段；根据前次调查发现的腐蚀程度、维修程度和腐蚀发展速度确定时间；若未发现腐蚀，取10~15年；根据剩余寿命估算值或腐蚀速率确定再评价时间。确定再评价时间可通过跟踪应用过程、结果确定ECDA过程有效性、评价方法。通过有效性检验的开挖点，确认ECDA的有效性。ECDA有效性评价间接检测结果、直接检查中收集的数据、安全评价、维护方案、原因分析、间接评价分级准则、开挖顺序修正、ECDA过程及方法有效性的直接检查、监测和再评价安排。反馈共同点：评价思想和步骤相同；主要区别：间接检测和评价方法不同，数据资料需求不同。钢管外腐蚀干气和湿气管道内腐蚀直接评价（干气和湿气管道内腐蚀）缺陷评价前提：有较为丰富的内检测及基础信息。基础数据管道结构内外检测运行参数运行历史腐蚀监测维抢记录管段环境试验数据管道试压物理性检验、化学性检验、腐蚀性能检验管材适应性评价物理检验化学检验腐蚀性能检验应力腐蚀试验晶间腐蚀试验化学成分检验化学成分偏析检验硬度分析金相组织分析机械性能试验管道缺陷安全评价基于标准规范基于有限元API、ASMEBS、SY/T合于使用ANSYS/ABAQUS评价原则局部腐蚀/减薄均匀腐蚀/减薄超标焊接缺陷评价范围适应性结论和建议是否合于使用管段剩余强度评价弹塑性断裂力学方法工程评定方法试压数据试验数据验证方法双判据准则塑性极限准则……失效准则MAOP和临界缺陷尺寸评价方法管段剩余寿命评价缺陷检测压力波动运行历史材料性能压力波动运行历史材料疲劳寿命腐蚀程度腐蚀挂片腐蚀预测腐蚀剩余寿命既定条件下剩余使用寿命启裂判定结构缺陷疲劳寿命事故信息维抢记录运行历史等指标化综合评估方法管道使用状态综合评估升降压决策和方案安全管理建议基于RBI和完整性管理标准1423管线在役使用状态评估软件用户/安全数据库管理缺陷评价剩余强度剩余寿命风险评价