管道检测与评价技术-106页PPT

1管道检测与评价技术2汇报提纲一、管道检测技术1、管道检测与安全评价的必要性2、相关法规和标准对实施管道检测的规定3、管道检测标准4、管道检测技术5、基于风险的管道检测技术6、检测技术发展趋势3二、管道安全评价技术1、管道安全评价概念2、管道安全评价标准3、含缺陷管道剩余强度评价4、含缺陷管道剩余寿命预测5、管道安全评价技术最新进展6、管道安全评价案例4一、管道检测技术1、管道检测与安全评价的必要性管道运输是石油、天然气最经济、合理的运输方式。由于石油、天然气的易燃、易爆性和具有毒性等特点，管道的安全运行非常重要。油气输送管道长时间服役后，会因外部干扰、腐蚀、管材和施工质量等原因发生失效事故，导致火灾、爆炸、中毒，造成重大经济损失、人员伤亡和环境污染。通过管道的检测与安全评价，不仅可以大大减小管线事故发生率，而且可以避免不必要和无计划的管道维修和更换，从而获得巨大经济效益和社会效益。52、相关法规和标准对实施管道检测的规定2000年4月24日由原国家经贸委发布并实施的17号令《石油天然气管道安全监督与管理暂行规定》第三十四条石油管道应当定期进行全面检测。新建石油管道应当在投产后三年内进行检测，以后视管道运行安全状况确定检测周期，最多不超过八年。第三十五条石油企业应当定期对石油管道进行一般性检测。新建管道必须在一年内检测，以后视管道安全状况每一至三年检测一次。SY／T5922-2019《天然气管道运行规范》8.4.4.1新建管道应在1年内进行一般性检测，以后根据管道运行安全状况每1～3年检测一次。8.4.4.2新建管线应在3年内进行全面性检测，以后根据管道运行安全状况确定全面检测周期，最多不应超过8年。6对检测（安全评价）单位的规定《中华人民共和国安全生产法》第六十二条承担安全评价、认证、检测、检验的机构应当具备国家规定的资质条件，并对其作出的安全评价、认证、检测、检验的结果负责。原国家经贸委17号令《石油天然气管道安全监督与管理暂行规定》第三十三条从事石油管道技术检测检验的单位必须取得国务院石油工业行政主管部门认定的相应资质，并对其检测检验的结果负责。2019年4月23日原劳动部发布并实施的劳部发（2019）140号文件《压力管道安全管理与监察规定》第十三条新建、扩建、改建的压力管道应由有资格的检验单位对其安装质量进行监督检验；在用压力管道应由有资格的检验单位进行定期检验。2019年3月11日发布并于2019年6月1日起施行的国务院第373号令《特种设备安全监察条例》第六条特种设备检验检测机构，应当依照本条例规定，进行检验检测工作，对其检验检测结果、鉴定结论承担法律责任。73、管道检测标准国外1、NACERP0102-2019RecommendedPracticeIn-lineInspectionofPipelines（管道内检测推荐作法）2、API1163-2019In-lineInspectionSystemsQualificationStandard（管道内检测系统合格标准）3、API580-2019Risk-BasedInspection（基于风险的检测）国内1、SY/T0036-2000埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范2、SY/T0017-2019埋地钢质管道直流排流保护技术标准3、SY/T0032-2000埋地钢质管道交流排流保护技术标准4、SY/T0086-2019阴极保护管道的电绝缘标准5、SY/T0023-2019埋地钢质管道阴极保护参数测试方法6、SY/T0066-1992管道防腐层厚度无损测量方法（磁性法）7、SY/T0063-1992钢管防腐层检漏试验方法88、SY/T0379-2019钢质管道煤焦油磁漆外防腐层技术标准9、SY/T6063-1994埋地钢质管道防腐绝缘层电阻率现场测量技术规定10、SY/T6597-2019钢质管道内检测技术规范11、SY/T0087-2019钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准12、SY/T0443-2019常压钢制焊接储罐及管道渗透检测技术标准13、SY/T4080-2019管道、储罐渗漏检测方法14、SY/T5919-1994埋地钢质管道干线电法保护技术管理规程15、Q/SYJS0054-2019钢制管道内检测执行技术规范……94、管道检测技术统计表明，影响管道安全运行的三大因素为：防腐层的老化、破损管体的腐蚀第三方破坏管道检测主要针对上述三类问题，分为：内检测外检测10管道内检测技术（SmartPig）缺陷类型检测仪器检测方法1、腐蚀2、裂纹3、几何变形4、HIC5、分层1、漏磁检测器2、超声波壁厚检测器3、超声波裂纹检测器4、通径检测器1、漏磁检测技术2、超声波检测技术3、射线检测技术4、电磁声纳检测技术5、涡流检测技术11管道内检测主要以国外公司为主PII公司ROSEN公司GEPII的系列化检测器金属损失类缺陷检测器裂纹类缺陷检测器通径检测器1213141516高精度输气管线裂纹检测器17ROSEN公司系列化检测器腐蚀检测器：CDP轴向裂纹检测器：AFD裂纹及涂层剥离检测器：RoCD2几何尺寸检测器：EGP18ROSEN－轴向裂纹检测器19裂纹及涂层剥离检测器20几何尺寸检测器21管道外检测技术检测内容检测仪器检测方法1、外防腐层的检测•破损•漏点•老化PCM检测仪DCVG-CIPS检测仪SL2098防腐层漏点检测仪选频-变频法Pearson法PCM法DCVG检测法CIPS检测法杂散电流测试法2、阴极保护有效性检测•保护电位•杂散电流DCVG-CIPS检测仪RD-SCM检测仪3、管体检测•腐蚀•第三方破坏导波检测仪C扫描检测仪超声波检测仪测厚仪测深尺……22PCM管中电流检测仪PCM（pipelinecurrentmapping）（管中电流法）PCM检测仪器由两部分组成：发射机可同时向管道施加多个频率的电流信号；接收机可接收发射机所发射的不同频率的电流信号，追踪探测施加的电流信号强度并可存储检测数据。23基本原理——电流法由发射机向管道发射某一频率的信号电流，电流流经管道时，在管道周围产生一相应磁场。当管道防护层完好时，随着管道的延伸，电流较平稳，无电流流失现象或流失较少，其在管道周围产生的磁场比较稳定；当管道防护层破损或老化时,在破损处就会有电流流失现象，随着管道的延伸,其在管道周围磁场的强度就会减弱。检测人员在管道上方用接收机对管道周围的磁场信号进行接收、处理后，可以直接读出该处管道电流数据和管道埋深等,逐点记录测点的距离Ｘ及电流强度Ｉ，将现场测量数据输入计算机并经计算机处理后，得到该管道防护层的评价结果并可输出图形文件。24质量评判当管道的防腐层由同种材料构成，且各段的平均绝缘电阻差别不大时，管道中电流强度的对数与管道远离供电点的距离成线性关系变化，其斜率大小取决于防腐层的绝缘电阻值；当出现电流突变时，往往是问题所在。25PCM管中电流检测仪的主要用途a、直接应用测量管线的位置和埋深检测防腐（保温）层破损点查明电缆故障（低阻型）位置b、扩展应用评价防腐（保温）层的电气性能查找牺牲阳极埋设位置阴极保护系统故障检测PCM管中电流检测仪的特点防腐层漏点检测防腐层等级评定仪器功率强大150W、检测距离大计算出防腐层绝缘电阻的大小26哈得管线外防腐层PCM检测现场PCM检测结果：哈得输油管线老线与新线的防腐层防腐效果较好。全线的防腐层平均电阻Rg大于10.2KΩ•m2。根据SY/T0036-2000，煤焦油瓷漆的防腐层绝缘电阻应不小于10KΩ•m2。据此标准，防腐层的防腐性能综合等级可评定为优。局部管段检测点上的防腐层有破损，绝缘电阻较低，最低在0.1KΩ•m2以下，防腐层等级为劣等。27DCVG:directcurrentvoltagegradient名称：直流电压梯度主要功能：用于测试防腐层的破损点28检测原理对于管道防腐层并加有阴极保护的埋地管线，当防腐层出现破损时，阴极保护电流将从破损点的周围流向破损处的管体，电流流过破损点周围的土壤，在土壤电阻上产生电压降，在破损点周围形成一个电压梯度分布，这个电压梯度在破损点所在的地面上形成以破损点位置为中心的一圈一圈的等位线。在接近破损点的部位，由于电流密度增大，因而电位梯度也增大。这样一个与管道防腐层破损点相对应的等位线，在地面上就有对应的电压梯度分布。特点——利用阴极保护电流进行检测。29SL2098防腐层漏点检测仪这是一个古典的检测方法，是由JohnPearson博士发明的，也叫Pearson检漏法。在国内，也有将这种方法叫人体电容法。30基本原理——电位差法当一个交流信号加在金属管道上时，在防护层破损点便会有电流泄漏入土壤中，这样在管道破损裸露点和土壤之间就会形成电位差，且在接近破损点的部位电位差最大，用仪器在埋设管道的地面上检测到这种电位异常，即可发现管道防护层破损点。31优点很古老的防腐层漏点检测方法，准确率高；很适合油田集输管线以及城市管网防腐层漏点的检测。缺点抗干扰能力性能差；需要探管机及接收机配合使用，首先必须准确确定管线的位置，然后才能通过接收机接收到管线泄漏点发出的信号；受发射功率的限制，最多可检测5km；只能检测到管线的漏点，不能对防腐层进行评级；检测结果很难用图表形式表示，缺陷的发现需要熟练的操作技艺。32CIPS检测仪CIPS:closeintervalpotentialsurvey名称：密间隔电位测试功能：主要用于测试阴极保护的有效性检测仪器：加拿大阴极保护公司的DCVG/CIPS检测仪33阴极保护测试的传统方法在埋地管线的阴极保护系统中，被保护的管道每间隔一定的距离有一个管地电位的测试桩，是用导线与管体金属连接，然后引到地面上，并做好与地的绝缘。通常为了检测阴极保护的有效性，一般的方法是：工作人员定期用毫伏表沿管线逐个在桩上测量该点的管地电位，从阴极保护站的加电点开始观察所施加的电位沿管道的衰减情况，用以了解保护的范围和异常衰减的区段，参考下页图。该方法的缺点：由于IR降的存在，测量很粗糙。3435传统的阴极保护检测现场36CIPS方法消除土壤IR降的影响，可以测取外加阴极保护系统下的真实管地电位（off电位）。检测过程示意图3738CIPS方法检测现场39RD-SCM检测仪用途：杂散电流检测法杂散电流是造成管体腐蚀穿孔的重要因素之一杂散电流从钢管流出所造成的蚀孔40主要作用a、直接测量应用管道杂散电流大小方向判别杂散电流的来源确定管道阳极倾向点位置测量管线的位置和埋深b、扩展应用评价电保护和排流效果检测管体局部腐蚀部位评价防腐(保温)层性能检验维修效果41SCM系统组成—智能信号发生器（SI）智能信号发生器提供SCM检测信号。将信号发生器SI与阴保整流器串联，SI中断阴保电流以向管道加载一个可被感应器识别的特殊信号。SCM系统可同时使用四个SI发送不同特征的信号以供电流检测。SI还具有普通中断器的高温功能稳定性，100伏特时可提供高达100A的电流。SCM系统组成—智能传感器42SCM系统组成—灵敏探杆定位磁力计安置于杆中构成探杆集成件，可以“插进”土壤里；使定位磁力计靠近管道以便增大信噪比；增强型设计可以自动将管位信号转换为电流值。43导波检测仪采用导波技术对管道的腐蚀或冲蚀进行检测，仪器在测试点向管道两端发射低频超声导波，该导波以金属管道为导体进行传播，腐（冲）蚀点或管道上的特征结构（如焊缝、法兰）会使信号发生反射，回波经由仪器接收、分析后可评价管道的腐蚀情况。具有快速、全面检测管道的性能，因而在检测难于接近的管段时效率很高。本身自带电池，野外检测时不用外接电源，操作简便。由于可对运行中的系统进行检测，所以检测所造成的损失小。44系统组成主机固定式传感器环充气式传感器环45牙哈1—东一联管线超声导波检测现场465、基于风险的管道检测技术基于风险的检测（RBI）是目前的发展热点。基于风险的检测是以风险评价为基础，对检测程序进行优