Enbridge公司LSr管道建于2008年，管径508 mm，标称壁厚6.4 mm ，在加拿大境内分别敷设X70钢管道278 km和X80钢管道10 km。钢管均由加拿大Evraz Inc.提供，采用电阻焊（ERW）工艺制造。

1  环焊缝裂纹评估情况

LSr管道建设期间严格遵守CSA Z662―07第7.11条环焊缝无损检测要求，进行了100%射线检测，并对其中58%的环焊缝作了延迟无损检测，重点是冬季大风和严寒天气条件下施工作业的环焊缝，共检测出21道含裂纹环焊缝。

经CC Technologies公司对上述含裂纹环焊缝开展工程临界评估，确定含裂纹环焊缝的剩余寿命为17年。据此，Enbridge公司认为，管道已成功通过强度测试和密封试验，存在的临界环焊缝缺陷不会对管道完整性构成直接威胁，定期采用常规漏磁内检测（MFL）可充分监测裂纹扩展情况，以确保管道始终保持完整的状态。

为了进一步了解管道含裂纹环焊缝的安全状态，Enbridge公司又聘请Ludwig公司选取15道含裂纹环焊缝开展工程临界评估，主要内容包括：使用CorLAS™软件计算15道含裂纹环焊缝的失效压力，计算与每处裂纹相关的临界裂纹深度，以确定裂纹失效形式是泄漏还是断裂；采用2种不同的方法确定15道含裂纹环焊缝的剩余疲劳寿命：①取Enbridge L13管道（可代表LSr管道的预期运行条件）压力数据近似值；②用 L13管道实际压力数据。如果评估结果表明L13管道的环焊缝裂纹尺寸与15道环焊缝裂纹的尺寸相似，其预期疲劳压力大于163％MOP，并且剩余疲劳寿命超过17年，则认为，LSr管道存在的环焊缝裂纹不会对管道的完整性造成直接威胁。

2  环焊缝裂纹成因分析

汇总每道含裂纹环焊缝的相关信息，主要包括：焊缝编号、桩号，上游和下游钢管编号和炉号，焊缝完成日期和时间，用于完成焊接的对口夹具类型，无损检测完成日期，焊缝完成后的运行时间，发现裂纹时管道是否仍露出地面或已掩埋，焊接时的天气状况。

经Ludwig公司对15道含裂纹环焊缝进行金相组织评估，确定的裂纹成因机理包括以下主要因素。

（1）预热不足和层间温度不达标。焊缝中氢扩散速率很大程度上取决于温度。在快速连续溶敷焊道时，后续通道产生的热量允许先前焊道中的氢能扩散开并逸出焊缝表面。如果焊缝快速冷却到较低环境温度，已进入焊缝的氢很容易被捕获而聚集在焊缝中。

（2）焊口承受了高应变。环焊缝施工期间的管道应力通常被认定为氢致开裂的重要致因因素。正常焊接施工期间，抬起管接头时，焊缝处于半完成状态，与钢管相比具有更小的横截面，提升荷载主要集中在焊接区域。管道对口可能导致载荷集中于焊接区域。管道回填引起的沉降会产生附加应力，环焊缝存在的错边和不连续的结构等也可能会造成焊缝区的应力集中。

3  环焊缝延迟氢致裂纹可能性

LSr管道第9标段环焊缝施工时间、检测情况及延迟氢致裂纹可能性见表 1，第11标段相关情况见表 2。

表 1 第9标段环焊缝延迟氢致裂纹可能性评估

表 2 第11标段环焊缝延迟氢致裂纹可能性评估

根据表 1、表2评估结果，认为LSr管道环焊缝存在延迟氢致裂纹的可能性极低。

4  高钢级管道环焊缝排查建议

（1）进一步完善焊接工艺评定。制定焊接工艺规程应考虑不同环境因素对焊接质量的影响，开展预热温度、焊道层数、大风和严寒天气等因素的正交实验，规定不同条件下每个焊工可完成的焊道数量，为第三方监理作业提供充分的依据。

（2）加强数据统计分析工作。聘请专业焊接技术研究单位和数据分析公司，从焊缝施工日期、历史气候条件、年度完成焊口数量等多因素分析焊接质量，明确重点关注对象。

（3）及时开展工程临界评估。对已割除的含裂纹环焊缝进行评估，预估相关失效应力、失效形式（泄漏或断裂）和剩余疲劳寿命，为后续含裂纹环焊缝的风险管控措施提供依据。

（4）开展在役管道环焊缝缺陷识别方法研究。通过多因素分析，评估最有可能存在危害性环焊缝缺陷的位置，进一步确定环焊缝质量排查的范围，提高工作效率。

（5）采用多轮次（缩短内检测周期）、多类型（漏磁、超声、涡流等组合）管道内检测策略，监测管道环焊缝缺陷的扩展情况，及时识别危害性环焊缝缺陷。

（本文由戴联双与北方管道公司科技研究中心张强、杨玉峰联合编译，译自：Enbridge Light Sour (lsr) Pipeline Project Engineering Report Regarding Girth Weld Cracking and Longitudinal Seam Weld failures. Enbridge Pipelines Inc. February 4，2009）

戴联双，博士， 1983年生，现就职于国家石油天然气管网集团有限公司，注册安全工程师、二级安全评价师、管道检验师。负责编写了《油气管道安全防护规范》，参与起草公安部标准《石油天然气管道系统治安风险等级和安全防范要求》、国家标准 《油气输送管道完整性管理规范》等多项标准。在国内外期刊先后发表论文数十篇，参与编著了《管道完整性管理技术》《油气管道事故启示录》《油气管道清管技术与应用》等书籍。近年来多次获得中石油集团科学技术进步奖、河北省科学技术进步奖、管道科学奖等。