摘要：本文总结了含缺陷管道完整性评价的一些实践经验，提出完整性评价的数据收集工作应从管道建设初期开始，贯穿于整个管道运营过程；并讨论完整性管理的重要组成部分，即含缺陷管道的完整性评价，具体内容包括剩余强度评价、剩余寿命预测和基于评价的合理维护维修建议；介绍了检测数据及完整性评价结果与GIS(地理信息系统)相结合的重要性。对进一步加强完整性管理技术提出合理化建议。
关键词：完整性；评价数据；剩余强度；评价剩余寿命；预测；GIS维护维修
1 引言
含缺陷管道完整性评价是当前世界各大管道公司采取的一项重要的完整性管理内容。含缺陷管道完整性评价的目的是识别出对管道当前和将来存在威胁的缺陷，保证管道安全，保证社会稳定，保护环境，同时也要保证企业的经济效益。简单来讲就是要同时兼顾管道的安全和企业的经济效益。中油管道检测公司目前在含缺陷管道的完整性管理领域取得了令人瞩目的成绩，并成功应用于国内外多条管线，本文将对实践中得到的一些经验进行讨论。
2 完善的数据是含缺陷管道完整性评价的基石
含缺陷管道完整性评价数据收集应从建设初期开始，贯穿于整个管道运营过程。完整性评价数据涉及管道的设计、施工以及后期运营等整个连续过程的内容。完善的可利用的数据是进行完整性评价工作的基础，在整个评价过程中发挥着至关重要的作用。管道原始属性数据和管道检测数据的准确与否将直接影响完整性评价的结果，从而干扰运营者的决策，进而对管道的安全运营产生严重的影响。
管道原始属性数据包括管材类型、管道直径、管道壁厚、设计压力，设计系数，MAOP(最大允许安全操作压力)，防腐形式以及出厂记录等等。建设时期的数据包括钢管的运输过程记录、存放过程记录、以及施工过程记录，管道焊接类型，补口处的防腐方式等。运营时期的数据主要包括投产时间、运行压力、运行温度、输送介质，在线检测历史以及管道运营过程中是否出现间歇性停产或交替运输两种以上介质等等情况。这些数据都要一一调查，以备完整性评价使用。比如，某段管道，运营时间不长即发现整个管段的FBE涂层发生剥离，已经失去了对管道的保护作用。完整性评价人员在分析原因的时候，提出很多问题，包括阴保系统是否正常运行，管道铺设前防腐管的存放问题以及涂层的本身质量和安装质量问题。这其中涉及到的具体数据，包括管道的阴保电位值、钢管存放形式和时间、涂层施工温度及方法等等，这些数据的准确性都会影响分析判断的结果，从而影响合理的结论建议。
管道检测数据主要指对管道实施无损检测得到的管道本身的一些特征数据及管体上存在的缺陷数据，其中管道缺陷的尺寸及位置等数据在进行管道完整性评价时是必不可少的，主要用于剩余强度及剩余寿命的计算过程以及评价分析过程。
3 剩余强度评价
剩余强度评价是完整性评价中一项重要的组成部分，为管道的维修、提压或降压提供了数据依据。其中缺陷的尺寸数据是剩余强度评价的基础，这些数据主要来源于管道智能检测的结果，目前应用广泛的智能检测技术包括漏磁检测和超声波检测。
依据缺陷的尺寸数据，通过力学计算公式，得到当前含缺陷管道的安全承压能力，将管道的最大允许操作压力MAOP与计算得到的缺陷处最大安全压力进行比较，得到一个预估维修比，公式如下：
ERF=MAOP/Psafe
公式(1)
其中：ERF：预估维修比；
MAOP：最大允许操作压力；
Psafe：缺陷处最大安全压力。
当ERF大于1时，说明管道上的缺陷是不可接受的，即缺陷处最大安全压力不能满足最大允许操作压力的要求，需要立即维修或替换；当ERF小于等于1时，说明管道上的缺陷是可以接受的，即缺陷处最大安全压力能够满足最大允许操作压力的要求。预估维修比是确定缺陷是否需要立即维修的主要参考。
目前有很多的剩余强度评价方法可供选择使用，其中中油管道检测公司拥有国内外认可且应用比较广泛的方法有Shell-92、ASME B31G、RSTRENG、DNV RP F101。由于评价过程往往涉及大量的数据，因此检测公司已经将这些评价方法与软件相结合，应用于实践当中，并收到了良好的效果。
4 剩余寿命预测
剩余寿命预测主要是依据缺陷的动力学发展规律来预测含缺陷管道的剩余寿命。剩余寿命预测主要是预测管道的未来发展势态，并根据预测的结果制定再检测周期，并制定再检测周期内的维护维修计划。
剩余寿命预测本身是一个很复杂的分析过程，需要综合多方面的数据依据。管材本身的剩余寿命预测，主要是基于腐蚀速率和剩余强度的计算，实际上，对于具体管线的剩余寿命，还应当考虑管线防腐层的有效保护寿命和缓蚀剂的有效保护寿命问题。
剩余寿命预测主要依据缺陷生长速率的计算，缺陷发展速率的确定是一个重要环节，要准确地预测缺陷的发展速率，需要首先明确缺陷的性质类型，是腐蚀还是裂纹？或是疲劳？缺陷的类型不同，其发展规律也千差万别，因此不可同一而论。由于缺陷生长速率分析的复杂性，目前并没有可以依据的标准。简而易行的缺陷速率计算方法是基于两次或多次检测数据的对比。有时，如果只有一次在线检测的结果数据，无法得到缺陷发展速率所有的必要数据，对于管道运营历史较长的管道可采用半寿命预测方法，增加预测的保守性，同时增加管道运营的安全性。
5 提供维护维修建议
完整性管理的最终目的是为了保证管道安全经济地运行。因此，根据剩余强度和剩余寿命预测结果，结合管道的实际情况，可以分阶段地制定一系列的维护维修计划，并确定管道的再检测周期及日常运营管理的辅助措施，提供科学有效的运营管理建议。
目前，管道维护维修方法有很多种，打磨、补焊、钢制套筒、复合材料套筒以及换管等等。这些维修方法各有利弊，在制定维修方案时应该综合考虑管道当前状况以及维修的施工难度和施工风险，并综合考虑维修周期和经济成本。近年来，碳纤维复合材料套筒凭借其优异的力学性能以及便于安装和低成本的优势，得到了广大运营公司的青睐，实际应用也越来越普遍。
对于各种类型的缺陷适用什么样的维修方法？以及各种维修方法的特点和施工中应注意的事项？这些问题目前都可以找到标准依据。国际管道研究委员会的PRCI L52047(管道修复手册)标准就对以上问题做了详细地解答，值得借鉴。
6 与GIS相结合
将检测数据和完整性评价结果与GIS(地理信息系统)相结合，不但能充分地将管道属性信息与地理数据紧密结合，还能够完美直观地展示管道的评价结果，这一技术受到了广大管道运营者的认可。
中油管道检测公司顺应时代潮流，勇于探索吸取新技术，新理念，开发了基于GIS平台的用户化报告，提升自身价值的同时，也赢得了业主公司的认可和信任。
检测公司基于GIS的可视化报告软件，能够把管道及管道周围重要的地理或图形对象与对应的管道检测数据及其评价结果进行紧密结合；支持文字、图像、文档及音视频数据的查阅检索；具有强大的地图处理功能，可随时对系统数据编辑、修改、实现地图的无极缩放、漫游及图层叠加，突出显示重点信息，数据及属性可视化；大部分数据及属性可与图形对象(点、线、面)相关联，灵活多样的查询、统计、输出、按用户需求生成专题图及统计报表等功能。
目前，检测公司已将GIS系统应用于苏丹以及国内等多条管线的报告当中，并得到业主的广泛认可。
7 结论及建议
完整性管理学科的发展日新月异，其涉及到的内容繁多复杂，因此，无论是管道运营者还是管道服务公司，都要不断学习完善完整性管理知识，使这项现代化的学科更好地为人类服务。
管道检测服务公司应该与管道运营公司多多沟通交流，以便最大程度地了解完整性评价所需数据的变更及保存情况，并最大程度地了解管道业主在完整性管理中的实际需求，使双方在管道完整性管理的意义上达成共识，为管道完整性评价工作更好地应用于管道日常管理中奠定坚实的基础，为管道事业的发展做出贡献。
(本文作者：付桂英1 郭瑞杰1 周春1 李彦春2 1.中油管道检测技术有限责任公司 河北廊坊 065000；2.中油管道科学研究院 河北廊坊 065000)
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