王冲  王文艳  费凡  王彦军

北京天然气管道公司

 

随着完整性管理理念的引进，管道的管理逐渐由基于管道事件的管理模式逐步向基于可靠性为中心的管理模式转变。对于管道的可靠性分析，管道检测和评估是必不可少的环节，建立管道检测和评估技术标准体系显得尤为迫切。

本文重点介绍陕京管道检测与评估技术标准体系建设和应用情况。

1  标准体系主要内容

体系包含21项技术标准，涵盖了数据收集、风险评估、管道检测、管道修复、体系建设等5个方面的内容，突出了管道检测、监测和评估技术标准，体现了企业的最新科研成果。

 

标准体系框图

2  管道检测技术标准

管道检测是进行管道评估的前提条件，检测技术水平如何，直接决定着管道评估的准确度。“差之毫厘，谬以千里”，应对管道的检测活动做出标准性总结,使检测活动具有规范性、标准性和可重复性，为管道评估提供详实、准据的数据支持。

2.1钢制管道内检测执行技术规范（Q/SY JS0054-2005）

检测器具备的前提条件：规定检测器探头系统最少为80探头、80数据通道。检测器动态性能需满足系统要求，经过牵拉实验验证。检测中的速度变化以及标定测试检验能够保证在许可的速度极限之内，保证数据的质量。

检测数据验证：验证承包商检测报告的准确，对管线的腐蚀情况进行调查。规定了选点原则，所选点的有关数据表格形式，定位、查找方法和初步验证结果的比较方法。

数据评价分析：规定了对检测服务商所提供缺陷数据的要求，明确安全评价的内容及依据的标准，最终给出该缺陷是否进行处理的建议。

2.2钢制管道超声导波检测技术规范（Q/SY1184-2009）

规定新建管道投产之后应在三年内进行基线检测，其后检测周期为每5至8年检测1次，对管道重点部位每3到5年检测1次。特殊情况下，可根据上次检测结果安全评价后适当延长或加密检测周期。

明确了埋地管道开挖和防腐层剥离的相关要求。在检测过程中出现的疑似信号应采取其他手段现场验证。需填写《超声导波检测记录表》和《管道缺陷记录表》，并由检测和审核人员签字确认。

2.3含缺陷管道C扫描三维检测技术规程(Q/SY JS0104—2010)

规定了含缺陷管道C扫描三维检测所必须的管道超声波C扫描检测设备的操作要求，适用于管道在线超声波C扫描检测操作的管理。对C扫描作业流程、操作步骤、现场检测记录、数据评价分析以及设备的保养作出了明确规定。

3  管道监测技术标准

对关键部位和数据进行实时监测，是为了达到更好的管理目的而实施的必要手段，通过监测技术可以掌握数据的发展水平和趋势，并针对性的实施预防性措施。

3.1天然气管道内腐蚀监测数据分析与评价规范（Q/SY JS0067-2006）

评价流程：

 

评价流程框图

数据处理：数据的处理采用LABVIEW应用程序为基础编制的应用软件（MS-9000）。根据单通道图形分析软件可以直接得出该时间段的腐蚀速率和壁厚金属损失量，每月统计的腐蚀速率和金属损失量由选取各时间段的计算结果进行累加求和并取算术平均值。

评价内容：现场测量及采集有关数据，对原始测量数据进行分析和处理；管线所处环境的腐蚀性分析；根据管道的历史资料和现场监测的数据，计算输气管道内部的平均腐蚀（或磨蚀）速率和金属损失量；管道内腐蚀原因分析；提出管道内腐蚀防护的建议及措施。

3.2超声导波永久探头技术规范（Q/SY JS0101—2010）

规定了钢质管道超声导波永久探头安装和检测所必须的操作程序。明确了钢质管道超声导波永久探头安装和检测的技术要求、检测报告格式和验证方法。作为常规超声导波技术的补充，针对管道高风险部位且常规超声导波操作困难或成本较高的架空或埋地管道使用该技术进行监测。

3.3管道地质灾害高风险点应变监测技术规范(Q/SY JS0102—2010)

监测点的选择：选择具有地质灾害风险或可能受到人为损坏的地点进行监测，监测点位置应有手机信号。

数据采集与分析：系统按照预先设定好的策略，对下位机发送指令进行数据采集，将采集到的数据存入数据库中。数据采集过程无需人工干预。每次采集完一次数据，系统自动对所采集到的数据进行分析，对于达到报警极限的数据，系统按照预先设定的方式进行报警。

报警响应：当报警联系人收到数据超限报警信息时，及时关注监测点处管道的状态，判断管道是否受到了自然灾害的威胁或人为的破坏。

4  管道评估技术标准

管道评估是管道检测活动的延续和目的，是管道安全运营的重要环节，是进一步进行管道作业的指导和依据，所以保证评估技术的规范性也是标准化管理不可或缺的一环。

4.1钢制管道缺陷安全评价标准(Q/SY JS0055—2015)

评价步骤：评价步骤包括三个评价等级，分别为：

LEVEL-1 评价只考虑最大缺陷维数，例如，最大深度、最大长度和单个缺陷或相邻缺陷之间距离，使用本规程推荐的一个简单的方程，评价要求满足最少量的信息，并给出相关更加保守的结果。

LEVEL-2评价不仅考虑最大缺陷尺寸，而且考虑缺陷或相邻缺陷金属损失面积，评价使用其中一种具有建设性和成果性的方法。由于考虑缺陷的形状，具有软件支持或专家支持给出的较高精度。

LEVEL-3评价使用数值分析方法、非线性有限元分析方法与应力或应变准则确定塑性失效。评价给出高精度结果，适合于解决一些复杂问题，例如腐蚀管道的弯头、承受弯曲载荷或承受切向力。

4.2天然气长输管道高后果区分析准则(Q/SY JS0061—2015)

规定了高后果区识别过程应考虑的因素：泄漏对健康和安全的影响后果，包括可能的排放需要；输送产品的性质；管道的运行条件（压力、温度、流量）；高影响区的地形和管段形貌；可能的扩散范围或可能的管输液体介质流通渠道；管道的压力波动影响；管道的管径、潜在的泄漏量、两个截断阀等隔离点的距离；管道经过的或者是管线附近的高后果区种类和性质；地区内存在潜在自然力（洪水区、地震区、沉陷区）；响应能力（发现时间、证实和确定泄漏位置、反应时间、反应特性等）。

4.3管桥结构安全评价规范（Q/SY JS0063-2006）

检测内容：对全桥结构的关键部位进行静应力测试；对全桥结构的关键部位进行动态应力测试；对钢结构构件的腐蚀情况进行全面检测；对主要焊缝进行X射线与超声波探伤；对塔基进行现场取样，作岩土力学性能测试；开展地基基础振动测试和载荷板试验及其他需要检测的内容。

分析内容：对全桥运用有限元方法建立三维实体模型进行各种载荷工况下的静、动力学分析，分桥体设计状态和现状态，计算分析桥体的静、动态应力、变形及稳定性。对钢索、系钩及塔架进行局部强度分析，作出分析报告；对地基的静动态特性进行分析，作地基沉降与土壤变形趋势预测报告；对全桥结构进行安全性测试，提出分析报告，内容包含寿命分析、加强方案及安全性措施。

4.4钢制管道ABAQUS仿真系统评价技术规范（Q/SY JS0064-2016）

评价步骤：

 

评价步骤框图

5 结论和建议

陕京管道检测和评估技术标准体系建设尚处于起步阶段，与国内外先进水平还有不小差距，标准研究成果还需要经过实践进一步验证。

(1)开展完整性管理预防性检测与维护标准的研究制定。完整性管理工作的核心内容是通过预防性检测、评估、维护发现隐患，达到治理的目的，应尽快形成相应的标准。

(2)对于部分不能进行内检测的管道，国际上正在研究和应用unpiggable 管道非接触式检测技术,如储气库井场-气库之间管线、各库的凝析油管线，国内急需建立这方面的检测技术标准。

(3)场站设备的技术类型较多，目前采用的风险评价技术手段不明确。如HAZOP、SIL、QRA等技术的使用范围需明确；针对各种复杂设备的类型，如阀门、容器、压缩机、分离器、计量调压装置使用的风险评价技术，如FMECA（失效模式、后果评价）、事故树、安全检查表等方法需要建立标准和规范。

参考文献：

［1］董绍华  管道完整性技术与管理  中石化出版社  2007.1

［2］刘冰  国内外油气管道标准对比分析 石油工业出版社  2010.7

［3］袁厚明  地下管线检测技术  中国石化出版社  2007.9

［4］董绍华 管道完整性管理体系与实践  石油工业出版社     2009.6

［5］郭生武 输送管线完整性检测、评价及修复技术 石油工业出版社 2007.5

［6］薛振奎等 我国油气管道技术综述 管道科学研究论文选集（1999-2003） 石油工业出版社2004.3 P8-14

作者：王冲，中石油北京天然气管道有限公司，工程师。2005毕业于河北科技大学，现主要从事管道完整性、管道检测和安全评价等方面工作。

《管道保护》2017年第1期（总第32期）