管道內檢測內部損失缺陷開(kāi)挖驗證分析
來(lái)源:《管道保護》雜志 作者:趙建濤 劉振斌 王振兵 時(shí)間:2018-7-21 閱讀:
趙建濤 劉振斌 王振兵
中石油山東輸油有限公司
由于受焊接工藝水平、現場(chǎng)施工條件限制,以及建設期水試壓后掃線(xiàn)不徹底,輸送介質(zhì)、土壤環(huán)境、雜散電流干擾等因素影響,導致管道不同程度存在螺旋焊縫、環(huán)焊縫、劃痕、凹坑、橢圓變形及內外壁腐蝕缺陷。這些缺陷如果不能及時(shí)發(fā)現并得到處理與控制,長(cháng)時(shí)間發(fā)展下去,導致管道失效的風(fēng)險很大。因此。對管道進(jìn)行內檢測十分必要,而作為其中一個(gè)重要環(huán)節的開(kāi)挖驗證,能夠檢驗內檢測數據是否準確,內檢測數據分析的準確性對分析缺陷產(chǎn)生的原因,為下一步修復缺陷、削減管道失效風(fēng)險提供科學(xué)依據。
1 管道及檢測概述
某原油管道全長(cháng)446 km,全線(xiàn)設置站場(chǎng)4座,閥室21座,設計壓力8 MPa。輸送介質(zhì)主要為中東輕質(zhì)原油,摻混一定比例的委內瑞拉重質(zhì)原油。
根據站場(chǎng)的設置,內檢測分為三段進(jìn)行,自2014年1月4日發(fā)送第一個(gè)2支撐板3皮碗測徑清管器開(kāi)始,至2015年9月10日接收最后一個(gè)幾何+IMU檢測為止,歷時(shí)614天完成了全線(xiàn)三軸高清漏磁、幾何+IMU檢測,共收發(fā)球作業(yè)32次,其中收發(fā)送清管器27次,收發(fā)檢測器5次。
2 缺陷描述
該管道首站-中間站管段的檢測工作于2014年10月完成,共報告缺陷(特征)35 095處,其中金屬損失31 493處。
(1)位于首站出站50 322.605 m處前后,內檢測信號顯示連續5根管節存在760處內腐蝕缺陷,且內腐蝕時(shí)鐘方位的分布符合積水腐蝕的特征。內檢測信號部分截圖如圖1所示。
圖1 50 322.605 m處內檢測信號部分截圖
(2)位于首站出站50 890.035 m處前后,內檢測信號顯示連續6根管節存在1 072處內腐蝕缺陷,且缺陷的時(shí)鐘分布特征也顯示為積水腐蝕。其下游的44620-44670段6根管節44 m范圍內也存在532處內腐蝕缺陷,且內腐蝕均分布在5:00~7:00時(shí)鐘范圍內。與50 322 m處的內腐蝕類(lèi)似,該管段也呈現出較典型的建設期試壓水導致的內腐蝕特征。內檢測信號部分截圖如圖2所示。
圖2 50 890.035 m處內檢測信號部分截圖
3 開(kāi)挖驗證
根據內檢測數據和開(kāi)挖單信息,對2處缺陷點(diǎn)進(jìn)行了開(kāi)挖驗證。
(1)該管道首站出站50 322.605 m處缺陷點(diǎn)位于丘陵地帶,土質(zhì)為黏土,附近有少量碎石,缺陷位置為一個(gè)爬坡段。通過(guò)雷迪測量管道走向和埋深,利用皮尺定位參考環(huán)焊縫,現場(chǎng)人工開(kāi)挖并找到參考環(huán)焊縫。在該參考環(huán)焊縫下游4.478 m處為深度40 %的最大內部金屬損失點(diǎn),外觀(guān)檢查防腐層未見(jiàn)損傷,在該處清除防腐層50×20 cm,未出現剝離現象,管道外壁未發(fā)現其他腐蝕跡象和其他缺陷。通過(guò)測厚儀測量管道壁厚并標注,實(shí)際檢出了40 %深度處及其附近共6處內腐蝕缺陷,內檢測深度與驗證深度符合較好。開(kāi)挖驗證的具體信息如表1所示。
表1 50 322.605 m處內腐蝕缺陷開(kāi)挖驗證信息
管線(xiàn)名稱(chēng) |
某原油管道 |
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開(kāi)挖點(diǎn)信息 |
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開(kāi)挖點(diǎn)類(lèi)型名稱(chēng) |
內部金屬損失 |
里程/m |
50322.612 |
輸油站 |
日照站 |
||||||
管道材質(zhì) |
X65,外徑Ф711,公稱(chēng)壁厚9.5 mm |
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檢測方法 |
超聲測厚儀 |
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開(kāi)挖點(diǎn)實(shí)際位置 |
64#定標點(diǎn)上游245 m |
內/外壁 |
√內壁 □外壁 |
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周?chē)h(huán)境描述 |
地形為丘陵,農田 |
||||||||||
防腐層狀況 |
外觀(guān)完好,與管體結合緊密 |
公稱(chēng)壁厚/mm |
9.5 |
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絕對距離/m |
長(cháng)/mm |
寬/mm |
鐘點(diǎn) |
內檢測深度/% |
驗證壁厚/mm ,深度/% |
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50 322.605 |
10 |
8 |
03:00 |
40 |
5.7, 40 |
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50 322.648 |
33 |
20 |
03:00 |
24 |
7.4, 22 |
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50 322.725 |
29 |
46 |
03:00 |
22 |
7.7, 19 |
||||||
50 322.841 |
29 |
49 |
0.880 |
15 |
8.0, 16 |
||||||
50 322.855 |
43 |
53 |
03:00 |
27 |
8.8, 7 |
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50 322.942 |
11 |
13 |
02:45 |
26 |
8.4, 12 |
(2)該管道首站出站50 890.035m處缺陷段的地形為丘陵,主要農作物為花生、小麥,土質(zhì)為黏土。通過(guò)雷迪測量管道走向和埋深,利用皮尺定位參考環(huán)焊縫,現場(chǎng)人工開(kāi)挖并找到該參考環(huán)焊縫(焊縫號44600)。在該環(huán)焊縫下游5.855 m處為深度27 %的最大內部金屬損失點(diǎn),外觀(guān)檢查防腐層未見(jiàn)損傷。在該處清除防腐層5×5 cm,未出現剝離現象,管道外壁未發(fā)現其他腐蝕跡象和其他缺陷。通過(guò)測厚儀測量管道壁厚并標注,在順油流方向實(shí)際檢出了27 %深度處及其附近共3處內腐蝕缺陷,內檢測深度與驗證深度符合較好。開(kāi)挖驗證的具體信息如表2所示。
表2 50 890.035 m處內腐蝕缺陷開(kāi)挖驗證信息
管線(xiàn)名稱(chēng) |
某原油管道 |
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開(kāi)挖點(diǎn)信息 |
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開(kāi)挖點(diǎn)類(lèi)型名稱(chēng) |
內部金屬損失 |
里程/m |
50890.035 |
輸油站 |
日照站 |
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管道材質(zhì) |
X65,外徑Ф711,公稱(chēng)壁厚9.5 mm |
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檢測方法 |
超聲測厚儀 |
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開(kāi)挖點(diǎn)實(shí)際位置 |
64#定標點(diǎn)下游320 m |
內/外壁 |
√內壁 □外壁 |
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周?chē)h(huán)境描述 |
地形為丘陵,農田 |
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防腐層狀況 |
外觀(guān)完好,與管體結合緊密 |
公稱(chēng)壁厚/mm |
9.5 |
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絕對距離/m |
長(cháng)/mm |
寬/mm |
鐘點(diǎn) |
內檢測深度 |
驗證壁厚/mm,深度/% |
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50 890.035 |
11 |
16 |
03:45 |
27 |
7.4, 22 |
||||||
50 890.313 |
73 |
13 |
08:15 |
22 |
7.3, 23 |
||||||
50 890.438 |
20 |
13 |
08:15 |
14 |
8.8, 8 |
4 原因分析
該原油管道首站出站50 322.605 m和50 890.035 m 2處缺陷相距568 m,處在同一工程段。50 322.605 m處內腐蝕分布情況與管道局部走向如圖3所示,50 890.035 m處內腐蝕分布情況與管道局部走向如圖4所示。根據內腐蝕分布情況推斷,此2處的連續管節可能曾存在大量積水,積水應來(lái)自于建設期試壓水。查閱建設施工資料,該管段于2011年5月左右試壓,于2013年1月投產(chǎn),由此推斷積水在該處存在了1年7個(gè)月,內腐蝕應該是在這段時(shí)間內逐漸發(fā)展的。
此外,在該管道首站進(jìn)行了初步調研,站內4座儲罐不同程度存在積水,儲罐有排污口但沒(méi)有定期排水。且該管道為間歇式運行,不排除停輸期間管道內產(chǎn)生積水的可能性。
圖3 50 322.605 m處內腐蝕分布與管道局部走向
圖4 50 890.035 m處內腐蝕分布與管道局部走向
此外,該原油管道內腐蝕集中分布于45~72 km范圍內,此范圍地形為丘陵。內腐蝕分布與管道里程-高程的關(guān)系如圖5所示?梢(jiàn)這一范圍地勢較高,且高程變化頻繁,存在大量類(lèi)似于50 322 m及50 890 m處這樣的局部低點(diǎn),建設期試壓水(主要因素)或運行期沉積水(次要因素)易于在這些局部低點(diǎn)沉積,造成管道出現內腐蝕。未開(kāi)挖的大部分內腐蝕集中的管節,其內腐蝕時(shí)鐘方位分布特征也大都顯示出積水腐蝕的特征。
圖5 某原油管道內腐蝕缺陷分布與里程-高程關(guān)系
5 總結和建議
(1)長(cháng)輸管道工程建設期水試壓后應及時(shí)通球掃線(xiàn),將積水排盡,避免產(chǎn)生積水腐蝕。如果建成后距投產(chǎn)時(shí)間較長(cháng),建議對管道分段注氮封存,以減少管道內壁腐蝕。
(2)管道運行期間應對大罐定期排除底部積水,特別是間歇式運行的管道,以降低積水腐蝕風(fēng)險。
作者:趙建濤,1982年生,畢業(yè)于青島大學(xué)電子商務(wù)專(zhuān)業(yè),目前在中石油山東輸油有限公司從事管道管理工作。
《管道保護》2017年第1期(總第32期)
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