王良軍 劉志鵬 侯向峰

中海廣東天然氣有限責任公司

摘 要： 參照GB 32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》，宜優(yōu)先選擇基于內(nèi)檢測數(shù)據(jù)的適用性評價方法進行完整性評價，但開展漏磁內(nèi)檢測要求管內(nèi)有一定的介質(zhì)流量，對于未投產(chǎn)管段實施難度較大。結(jié)合某公司未投產(chǎn)天然氣管道的特殊工況，提出了水露點及氧含量檢測分析、 ECDA、 CCTV檢測、超聲測厚、超聲相控陣檢測、焊縫X光片復查等綜合方法分析評價管道的完整性，可用于建成未投產(chǎn)天然氣管道投產(chǎn)前完整性評估，保障管道投產(chǎn)安全，具有借鑒意義。

關鍵詞： 建成未投產(chǎn)；天然氣管道；完整性評估；投產(chǎn)安全

建成而較長時間未投產(chǎn)天然氣管道，在埋地期間可能因內(nèi)、外腐蝕影響管道完整性，導致管道投產(chǎn)后出現(xiàn)氣體泄漏或結(jié)構(gòu)強度降低，使得輸氣系統(tǒng)的安全和有效壽命受到限制[1]。

此次評估的2段管道，由于下游市場開發(fā)、管網(wǎng)互聯(lián)互通等方面原因，管道建成后遲遲未投產(chǎn)。其中1段長約9.2 km已埋地7年，另1段長約28 km已埋地逾3年。上述管道已連通，內(nèi)部采用氮氣封存，應檢查管道的施工質(zhì)量、內(nèi)外部腐蝕狀況，評估管道的完整性，確保該天然氣管道后期投產(chǎn)安全。

1 評估流程

1.1 管線概況

該評估管段中間設置1個閥井和1個閥室，管道途經(jīng)南方水網(wǎng)農(nóng)田地區(qū)，共包括38處道路、河流穿越，其中定向鉆穿越28處。管道路由如圖1所示。鋼管材質(zhì)為L485MB，設計壓力為9.2MPa，管道類型包括：Φ762×19.1 mm和Φ762×20.6 mm，輸送溫度為22℃，月平均氣溫以1月最低，為13.6 ℃，極端最低氣溫為﹣1.3 ℃，年平均降水量為1 791.3 mm。

圖1 管道路由圖

1.2 評估流程

結(jié)合該管段建設年限、閥井和閥室布置、管內(nèi)無介質(zhì)流通，開展漏磁內(nèi)檢測實施難度較大等特殊工況，制定了評估流程，如圖 2所示。

圖2 評估流程

2 檢測及評估方法

評估重點為管道施工期焊口焊接質(zhì)量；管道外腐蝕情況；管道內(nèi)腐蝕情況。選取了水露點及氧含量檢測分析、 CCTV檢測、 ECDA、 X光片復查、無損檢測、超聲測厚、超聲相控陣檢測等綜合檢測及評估方法。

ECDA和X光片復查在全段管線上開展。水露點及氧含量檢測受限于測試取樣口，因此選在1#閥室和1#分輸站。 CCTV檢測結(jié)合現(xiàn)場條件，選擇在有管道改造施工且至少預留有1 m長管道割口的管段開展。無損檢測、超聲測厚、超聲相控陣檢測結(jié)合缺陷類型在開挖驗證階段開展。

2.1 水露點及氧含量檢測分析

根據(jù)SY/T 4144―2008《天然氣輸送管道干燥施工技術規(guī)范》，干燥結(jié)束時管道出口空氣的水露點不應高于﹣20 ℃，管道所經(jīng)地區(qū)極端最低氣溫為﹣1.3 ℃。水露點及氧含量檢測評估結(jié)果見表 1。

2.2 CCTV檢測及后續(xù)開挖驗證

管道CCTV檢測設備即管道CCTV檢測機器人，主要由爬行器、攝像頭、控制器和電纜盤4個部分組成[2]。結(jié)合現(xiàn)場作業(yè)窗口和作業(yè)條件，選取CCTV評估方法對管道內(nèi)積水、垃圾、銹層、腐蝕、穿孔、裂紋、變形等狀況進行探測和攝像， CCTV檢測結(jié)果如圖 3所示。

圖 3 CCTV檢測結(jié)果

查詢相關規(guī)范，未查到長輸油氣管道CCTV檢測相關缺陷評級依據(jù)。結(jié)合相關項目經(jīng)驗，企業(yè)內(nèi)部討論得出關于CCTV檢測缺陷分級標準，缺陷分成兩個等級，Ⅰ級缺陷是指管內(nèi)垃圾殘留、管頂析出水珠、管底積水、焊縫輕微銹蝕等不需要開挖驗證的缺陷；Ⅱ級缺陷是指可能對管道本體結(jié)構(gòu)造成影響的直焊縫、環(huán)焊縫、腐蝕分層脫落等需要開挖驗證的缺陷。檢測情況統(tǒng)計見表 2。

按照管道完整性閉環(huán)管理要求，結(jié)合缺陷類型和嚴重程度，選取有針對性的檢測方法進行開挖驗證，焊縫缺陷開挖驗證情況見表 3。

評定為Ⅱ級的3處管道腐蝕結(jié)垢層脫落缺陷， 2處具備開挖條件，分別位于檢測里程119 m和125 m處，現(xiàn)場開挖選取長約1 m的檢測管段，采用超聲相控陣檢測未發(fā)現(xiàn)缺陷點，采用超聲測厚儀對管道剩余壁厚進行測試，檢測里程119 m處、 125 m處管段最小壁厚分別為18.45 mm、 18.75 mm，測厚點部位見圖 4，詳細測試數(shù)據(jù)見表 4。

圖4 測厚點部位圖

按照GB/T 30582―2014《基于風險的埋地鋼質(zhì)管道外損傷檢驗與評價》中的方法進行剩余強度評價，管線材料的屈服強度、抗拉強度、許用應力、彈性模量E、以及泊松比取GB 50316―2008《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》中給定的L485鋼材料數(shù)據(jù)，σs＝480MPa,σb＝570MPa，λ＝0.3，Ε＝2.06×105MPa。
通過對測試壁厚結(jié)果統(tǒng)計顯示，需要計算剩余強度管段數(shù)據(jù)如表 5。

評價結(jié)果見表 7。

2.3 ECDA

參照SY/T 0087.1―2006《鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕評價標準埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕直接評價》 TSG 7003―2010《壓力管道定期檢驗規(guī)則―長輸（油氣）管道》，對該段管道開展全面檢驗，并出具合于使用評價報告，檢測結(jié)果見表 8。

對該段管道陰保有效性以及雜散電流干擾進行檢測及評價，本次進行管道通電電位、交流電壓5 min普測；采用試片法測試管道斷電電位；采用四極法測試管道附近土壤電阻率，采用Udl-2數(shù)據(jù)記錄儀采集管道24 h通斷電位、交流干擾電壓。檢測及評價結(jié)果見表 9。

2.4 X光片復查

依據(jù)施工期執(zhí)行的SY/T 4109―2005《石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測》，對施工期焊口X光片進行復查，檢查及評價焊口焊接質(zhì)量，具體復查結(jié)果見表 10。

3 評估發(fā)現(xiàn)問題

根據(jù)水露點及氧含量檢測分析結(jié)果、 CCTV檢測及后續(xù)開挖驗證超聲測厚檢測、超聲相控陣檢測、ECDA、 X光片復查及分析結(jié)果，管道陰保有效性、雜散電流干擾與防護等外腐蝕狀況較好，管道內(nèi)部部分管段存在積水已發(fā)生腐蝕且已產(chǎn)生較明顯的腐蝕產(chǎn)物，管道施工期焊口焊接質(zhì)量需要進一步開挖檢測評價，具體評估發(fā)現(xiàn)問題如下。

（1）根據(jù)水露點及氧含量檢測分析結(jié)果，管道水露點不滿足規(guī)范要求，且1#閥井改造后管道內(nèi)氧含量不滿足要求。

（2）根據(jù)CCTV檢測結(jié)果，管道內(nèi)存在積水管段，管道內(nèi)已發(fā)生腐蝕且已產(chǎn)生較為明顯的腐蝕產(chǎn)物，部分管段內(nèi)存在較多施工期遺留的雜質(zhì)。

（3）根據(jù)超聲測厚的檢測結(jié)果，確定管線的腐蝕減薄并不明顯，存在缺陷的管段滿足在設計壓力下運行。

（4）根據(jù)超聲相控陣的檢測結(jié)果，在檢測范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷。

（5）根據(jù)ECDA檢測結(jié)果，管道防腐層狀況較好，管道斷電電位滿足規(guī)范要求，管道受外界交直流干擾影響較小。

（6）根據(jù)X光片復查結(jié)果，有6道焊口評級為Ⅳ級與竣工資料不符，且不滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)論及建議

根據(jù)該管段的特殊工況，制定了投產(chǎn)前評估流程，完成了投產(chǎn)前管道完整性評估工作。可以得出該天然氣管段外防腐層整體狀況良好，內(nèi)腐蝕類型主要為均勻腐蝕，腐蝕程度較輕。因受限于CCTV等的作業(yè)條件， CCTV檢測及后續(xù)開挖驗證的管段總長度較短，只抽查了約1 km管道占管道總長比例較小，檢測及評估結(jié)果具有一定的代表性但代表性不強，因此須采取進一步措施，相關結(jié)論建議如下。

（1）對該管段盡快啟動以水為介質(zhì)的耐壓試驗，以確保投產(chǎn)安全。

（2）對6道評級為Ⅳ級的焊口盡快啟動開挖檢測驗證工作。

（3）如耐壓試驗后不滿足投產(chǎn)要求，須借助空壓機開展投產(chǎn)前管道內(nèi)檢測工作；如耐壓試驗滿足投產(chǎn)要求，則應當在投產(chǎn)試運階段氣量滿足條件后，盡快啟動管道內(nèi)檢測工作。

參考文獻：

[1]于海濤，王海峰，趙元元，等 .未連通閑置天然氣管道內(nèi)腐蝕評估[J].管道技術與設備，2017 (4) :45-48.

[2]馮成會，鄭洪標.CCTV檢測與評估技術在水庫排水涵管檢測中的應用[J].測繪通報， 2013（s2）： 131-134.

作者：王良軍， 1971年出生，中國石油大學（華東）工學博士，高工，中海廣東天然氣有限責任公司，副總經(jīng)理。

劉志鵬， 1990年出生，中國石油大學（華東），工學學士，中海廣東天然氣有限責任公司，完整性管理主管。

（本篇論文獲第六屆中國管道完整性管理技術交流大會一等獎，經(jīng)作者同意，本刊轉(zhuǎn)載時有刪改。）