油田壓力管道全面檢驗(yàn)方法探討

曹海平

中國石油長慶油田分公司 技術(shù)監(jiān)測中心 （陜西 西安 710021）

油田壓力管道全面檢驗(yàn)方法探討

曹海平

中國石油長慶油田分公司 技術(shù)監(jiān)測中心 （陜西 西安 710021）

開展壓力管道定期檢驗(yàn)是國家法律、法規(guī)的需要，也是保證壓力管道安全運(yùn)行的需要。長慶油田在用壓力管道大部分是埋地管道，由于部分管道投產(chǎn)時(shí)間長，已經(jīng)接近或超過設(shè)計(jì)壽命，存在較大的安全隱患。通過資料審查和走線調(diào)查，總結(jié)了檢驗(yàn)方法，提出了檢驗(yàn)重點(diǎn)及缺陷修復(fù)和后處理問題。

壓力管道 檢驗(yàn)檢測 開挖檢驗(yàn)

壓力管道是油田生產(chǎn)的大動(dòng)脈，開展壓力管道的檢驗(yàn)檢測，進(jìn)行有針對性的管理與維護(hù)，能延長管道使用壽命、降低管道運(yùn)行成本、減少環(huán)境污染、保證管道安全運(yùn)行，意義重大。

《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》、《石油天然氣管道安全監(jiān)督與管理暫行規(guī)定》、《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》、《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范要求：作為特種設(shè)備的石油天然氣管道應(yīng)當(dāng)在投產(chǎn)后3年進(jìn)行一次全面檢驗(yàn)，以后視管道運(yùn)行安全狀況確定全面檢驗(yàn)周期，檢驗(yàn)應(yīng)由國家質(zhì)檢總局核準(zhǔn)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行。

中國石油長慶油田分公司現(xiàn)有壓力管道約20 000km，一部分管道是20世紀(jì)70、80年代投產(chǎn)的，已經(jīng)接近或超過設(shè)計(jì)壽命，即將進(jìn)入事故多發(fā)期，管道的腐蝕、第三方的破壞，不僅影響管道安全運(yùn)行，而且可能造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。開展壓力管道的定期檢驗(yàn)就是為了準(zhǔn)確了解管道運(yùn)行狀況，有計(jì)劃的維護(hù)和修理，最大程度地防止管道事故的發(fā)生，確保管道安全運(yùn)行。

1 檢驗(yàn)方法與檢測重點(diǎn)

油田壓力管道一般埋地敷設(shè)，定期檢驗(yàn)中可采用在線泄漏檢測技術(shù)對管道的泄漏狀況進(jìn)行診斷和評價(jià)，對認(rèn)為腐蝕嚴(yán)重或者發(fā)生泄漏的部位進(jìn)行開挖檢驗(yàn)。對于投入運(yùn)行不足3年的管道，應(yīng)以設(shè)計(jì)、安裝資料審查為重點(diǎn)，了解制造缺陷，分析介質(zhì)的腐蝕特性，評價(jià)外防腐層狀況、陰極保護(hù)效果、腐蝕環(huán)境和補(bǔ)口質(zhì)量，開挖點(diǎn)的數(shù)量不易太多。對于投入運(yùn)行3～10年的壓力管道，以維修、改造、事故分析資料為審查重點(diǎn)，分類、分段進(jìn)行開挖驗(yàn)證。對于已經(jīng)接近或超過設(shè)計(jì)壽命的壓力管道，主要檢測管道材質(zhì)是否裂化，以腐蝕、硬度、理化和無損檢測為主，對于高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、腐蝕嚴(yán)重部位應(yīng)適當(dāng)增加開挖的數(shù)量。

2 檢驗(yàn)程序

全面檢驗(yàn)主要是以資料收集、走線調(diào)查、腐蝕環(huán)境測試、管道防腐層測試、壁厚測定為主，必要時(shí)進(jìn)行無損探傷抽查、理化檢驗(yàn)或其他項(xiàng)目的檢驗(yàn)。

2.1 資料收集

資料收集是制定檢驗(yàn)方案的依據(jù)，審查的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)、安裝和竣工驗(yàn)收資料，收集管道組成件和管道支承件的質(zhì)量證明文件，整理管道的運(yùn)行、維護(hù)、修理、改造記錄等資料。了解管道的使用、管理狀況和工藝特性，了解管道沿線法律、法規(guī)的宣傳和執(zhí)行情況等。由于歷史原因，部分管道資料不齊全，甚至丟失，所以資料的齊全與否不能作為安全等級評定的依據(jù)。

2.2 走線調(diào)查

主要調(diào)查管道的走向、位置和埋深，所處的環(huán)境，管道沿線人口密度，管道鄰近的鐵路、公路情況，管道穿跨越情況及防護(hù)設(shè)施和法律、法規(guī)執(zhí)行情況等，統(tǒng)計(jì)、分析管道的有關(guān)數(shù)據(jù)，為管道檢測實(shí)施提供相關(guān)資料和依據(jù)。

走線調(diào)查主要借助照相機(jī)、攝像機(jī)、激光測距儀、探管儀、地下管道探測檢漏儀等設(shè)備。走線調(diào)查至少用2種具有功能互補(bǔ)的檢測設(shè)備進(jìn)行檢測，查找泄漏點(diǎn)和防腐層破損點(diǎn)的位置、個(gè)數(shù)，并進(jìn)行嚴(yán)重程度分級，確定開挖的重點(diǎn)部位。

2.3 腐蝕環(huán)境檢測

(1) 隨塔里木荒漠綠洲過渡帶胡楊林退化程度加劇，林地土壤容重與非毛管孔隙度、土壤通氣度增大，黏粒、粉粒含量與毛管孔隙度降低。土壤質(zhì)地粗化，持水保土功效減弱，這是系統(tǒng)自身脆弱生態(tài)基質(zhì)受強(qiáng)烈風(fēng)蝕作用和人類干擾下植被退化共同作用的結(jié)果。

壓力管道的腐蝕包括大氣腐蝕、土壤腐蝕以及電流腐蝕等。由于油氣管道長期埋置于地下，土壤腐蝕和介質(zhì)腐蝕是管道發(fā)生滲漏、破裂事故，甚至過早報(bào)廢的主要原因。

土壤腐蝕性檢測包括對土壤的顏色、土層的干濕度、土壤質(zhì)地、土壤松緊度、植物根系、地下水位等進(jìn)行檢測，測量土壤腐蝕性最簡單的方法是土壤電阻率,當(dāng)土壤電阻率大于100Ω·m，可以不考慮土壤對管道的腐蝕；當(dāng)土壤電阻率在20Ω·m以下時(shí)，土壤腐蝕性較強(qiáng)，應(yīng)進(jìn)行防護(hù)。

2.4 管道陰極保護(hù)效果檢測

具有陰極保護(hù)裝置的管道應(yīng)進(jìn)行陰極保護(hù)效果檢測，對于管道外覆蓋層質(zhì)量狀況較好的管段，采用P/S管地電位測量方法；較差的管道，采用CIPS測試其Von/Voff電位的分布情況，以判斷陰保效果。當(dāng)管地電位小于-850mV甚至更負(fù)時(shí),外保護(hù)整體狀態(tài)良好。

2.5 管道外防腐絕緣層檢測

防腐層缺陷檢測的目的是評價(jià)外防腐層的完整性和質(zhì)量，評價(jià)陰極保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用效果，指明可能發(fā)生腐蝕和損傷的位置，為開挖檢驗(yàn)做準(zhǔn)備。防腐層的檢測可用標(biāo)準(zhǔn)管/地電位檢測 （P/S）、Pearson檢測（PS）、密間距電位測試（CIS、CIPS）、管中電流衰減測試法、多頻管中電流法、直流電位梯度測試（DCVG）等方法。從管道陰極保護(hù)測試線發(fā)射和接受訊號(hào)，對于單井管線和集輸系統(tǒng)的管線可以利用開挖暴露的管體作為發(fā)射和接受點(diǎn)進(jìn)行檢測。

2.6 開挖檢驗(yàn)

開挖點(diǎn)主要在資料審查中錯(cuò)邊、咬邊嚴(yán)重或返修的焊接接頭，或在走線調(diào)查中風(fēng)險(xiǎn)較高的管段、使用中發(fā)生過泄漏管段、防腐層破損嚴(yán)重的管段或第三放破壞的管段。一般1～2km開挖1個(gè)探坑，若管道不足1km，可開挖2～3個(gè)探坑。

2.6.2 宏觀檢查

主要檢查管道表面保溫層和防腐層質(zhì)量情況，管體表面的腐蝕產(chǎn)物、腐蝕狀況、腐蝕坑深和腐蝕面積，管子的變形和損傷情況，管子對接焊縫的表面質(zhì)量及補(bǔ)口情況等。宏觀檢查參照《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)則》和《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則—長輸管道》進(jìn)行。對于無防腐層的非埋地管道應(yīng)進(jìn)行100%宏觀檢查，有防腐層的非埋地管道應(yīng)進(jìn)行抽查，埋地管道應(yīng)對開挖部位檢查。

2.6.3 壁厚檢測

測點(diǎn)應(yīng)選在關(guān)鍵地段、易受介質(zhì)沖刷、外防腐層損壞嚴(yán)重和可能積液的部位，每個(gè)部位至少選3點(diǎn)，彎頭和三通應(yīng)選擇3處，每處沿圓周測4點(diǎn)，直管段焊口附近管子的底部也應(yīng)進(jìn)行抽查。發(fā)現(xiàn)管道壁厚有異常情況時(shí)，應(yīng)在其附近增加測點(diǎn)，并確定異常區(qū)域大小，并在單線圖上標(biāo)明。抽查比例根據(jù)管道類別按《工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)則》確定。

2.6.4 理化或硬度檢驗(yàn)

對于已經(jīng)接近或超過設(shè)計(jì)壽命的管道失效率高，應(yīng)選擇有代表性的部位進(jìn)行金相檢驗(yàn)或硬度檢驗(yàn)，以確定材料性能是否劣化。當(dāng)焊接接頭的硬度值超過HB200N/mm2時(shí)，表明該管道可能存在應(yīng)力腐蝕，應(yīng)視具體情況擴(kuò)大焊接接頭內(nèi)外部無損檢測抽查比例。材料不明時(shí)一般應(yīng)查明管道材料的牌號(hào)，至少應(yīng)查明其種類，防止材料誤用、混用。

2.6.5 無損檢測

宏觀檢查中對發(fā)現(xiàn)裂紋、絕熱層破損、開挖處的焊接接頭以及檢驗(yàn)人員認(rèn)為有必要的部位應(yīng)進(jìn)行無損檢測。焊接接頭一般應(yīng)進(jìn)行RT(或UT)和 MT探傷，管體部位可進(jìn)行UT和 MT探傷，對于未熔合、未焊透等制造缺陷，只要未產(chǎn)生新生缺陷，可適當(dāng)放寬標(biāo)準(zhǔn)，對于裂紋類缺陷必須予以消除。

2.6.6 安全附件檢驗(yàn)

壓力管道的安全附件主要包括壓力表、測溫儀、安全閥、爆破片、緊急切斷裝置等，安全附件應(yīng)符合《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)則》、《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，不符合規(guī)定的，不準(zhǔn)繼續(xù)使用。

2.7 其他檢驗(yàn)

主要包括管道元件、閥室（或閥井）檢查、強(qiáng)度校核、水壓或氣密性試驗(yàn)等。對于輸油管道，在保證安全的前提下，也可以用管內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行壓力試驗(yàn)，但是試驗(yàn)壓力不得超過管道的設(shè)計(jì)壓力。

3 缺陷修復(fù)及后處理

對于檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)缺陷，如果需要修復(fù)，使用單位應(yīng)制訂修復(fù)方案，經(jīng)原檢驗(yàn)單位確認(rèn)合格后方可投入使用。如果要進(jìn)行安全評定，必須委托由質(zhì)檢總局鍋爐局核準(zhǔn)的單位進(jìn)行。檢驗(yàn)工作結(jié)束后應(yīng)及時(shí)作好開挖部位的防腐與管體掩埋等工作，防止造成管道二次損害。

4 結(jié) 論

（1）開展壓力管道檢驗(yàn)檢測不僅能滿足國家法律法規(guī)要求，還能延長管道使用壽命，降低生產(chǎn)成本，預(yù)防管道事故的發(fā)生。

（2）資料審查和走線調(diào)查是開挖檢驗(yàn)的依據(jù)，開挖應(yīng)具有針對性，要充分考慮地形、地貌等因素的影響，以安全檢驗(yàn)為主。

（3）檢測項(xiàng)目和開挖點(diǎn)的位置應(yīng)與使用單位協(xié)商。

[1]TSG D 7003-2010壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則—長輸管道[S].

[2]SY/T 6151-1995鋼制管道管體腐蝕損傷評價(jià)方法[S].

[3]SY/T 6063-94埋地鋼質(zhì)管道防腐絕緣層電阻率現(xiàn)場測量技術(shù)規(guī)定[S].

[4]王維斌,王禹欽,李榮光,等.油氣管道檢驗(yàn)與修復(fù)技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2010.

It is the requirement of national law and regulation to make the periodic inspection for pressure pipeline,and is also the demand to assure the safety operation of pressure pipeline.In Changqing oilfield,most of pressure pipes in use are buried ones,which has reached and exceeded the designed service life because of the long startup time of some pipes,there is a large security risk. Therefore,through the data examination and the routing investigation,some inspection methods are summarized,followed by some presentation of inspection emphasis and methods of defect repairs.

pressure pipeline;inspection and detection;digging inspection

曹海平（1969-）,男，工程師，主要從事特種設(shè)備檢驗(yàn)與質(zhì)量管理工作。

2012-03-18▎