含體積型缺陷油氣管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析研究

張　奕，高富超，楊鋒平,3，王　琴，張　良,3，王　珂

(1.中國(guó)石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院　陜西　西安　710077；2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司西部管道分公司　新疆　烏魯木齊　830012；3.西安三環(huán)科技開發(fā)總公司　陜西　西安　710077)

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·試驗(yàn)研究·

含體積型缺陷油氣管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析研究

張奕1，高富超2，楊鋒平1,3，王琴2，張良1,3，王珂1

(1.中國(guó)石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院陜西西安710077；2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司西部管道分公司新疆烏魯木齊830012；3.西安三環(huán)科技開發(fā)總公司陜西西安710077)

從適用范圍、限制條件、基本評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、關(guān)鍵參數(shù)取值、公開試驗(yàn)數(shù)據(jù)等方面對(duì)比分析了國(guó)內(nèi)常用6項(xiàng)油氣管道體積型缺陷剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在原理上，ASME B31G -2012、API 579-1-2007、SY/T 6477-2014、SY/T 6151-2009均采用了失效應(yīng)力評(píng)價(jià)方法；GB/T 19624-2004也基于極限載荷評(píng)價(jià)，但沒有使用鼓脹因子；BS 7910-2013以失效評(píng)估圖橫坐標(biāo)是否達(dá)到臨界值作為評(píng)判準(zhǔn)則。在適用范圍上，6項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均可進(jìn)行鋼管、焊縫缺陷的評(píng)價(jià)。標(biāo)準(zhǔn)通用限制條件為：管道材料是韌性的，不存在疲勞環(huán)境，服役溫度滿足設(shè)計(jì)要求，不存在應(yīng)力集中，非尖銳缺陷。對(duì)于焊縫氣孔、夾渣、咬邊缺陷基于尺寸的直接評(píng)價(jià)，可依據(jù)BS7910-2013或GB/T 19624-2004進(jìn)行。對(duì)于典型體積型缺陷的剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)，建議的選擇次序?yàn)椋簢?guó)外標(biāo)準(zhǔn)ASME B31G -2012、API 579-1-2007、BS7910-2013，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：SY/T 6151-2009、SY/T 6477-2014、GB/T 19624-2004。

油氣管道；體積型缺陷；剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)；標(biāo)準(zhǔn)

0　引　言

油氣輸送管線服役期間可能會(huì)因?yàn)楦g、機(jī)械損傷、地質(zhì)災(zāi)害等因素造成各種損傷，還可能存在制管和施工缺陷，嚴(yán)重的損傷和缺陷會(huì)引起管線的泄漏和開裂，導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸中毒等事故發(fā)生，并可能造成人員傷亡、重大經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。對(duì)發(fā)現(xiàn)的管道缺陷進(jìn)行可靠的安全評(píng)估，對(duì)管道安全服役有重要影響。

對(duì)于體積型缺陷的評(píng)價(jià)，最常用的方法是基于彈塑性強(qiáng)度理論、斷裂力學(xué)理論以及試驗(yàn)修正的半理論半經(jīng)驗(yàn)公式[1,2]。其基本原理為：體積型缺陷的主要影響是減弱了鋼管承載能力，改變?cè)型暾摴艿氖芰Ψ植记闆r。承載能力的減弱可通過(guò)彈塑性強(qiáng)度理論或者斷裂力學(xué)理論得到計(jì)算式，并用鼓脹因子的系數(shù)來(lái)表示，該因子代表鋼管幾何形狀及材料缺失對(duì)承壓能力的影響。隨著斷裂力學(xué)、塑性力學(xué)、金屬疲勞、無(wú)損檢測(cè)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的發(fā)展和應(yīng)用，目前已有較多的管道體積型缺陷剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法。這些方法主要以NG- 18公式為基礎(chǔ)，只是流變應(yīng)力取值、缺陷形狀的表述(鼓脹修正因子)不同。除了半理論半經(jīng)驗(yàn)公式方法，另一種評(píng)價(jià)方法是基于有限元的數(shù)值計(jì)算方法，該方法由于需要精細(xì)建模，耗費(fèi)時(shí)間精力較多，通常用在重要缺陷的評(píng)價(jià)中，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都將有限元數(shù)值方法作為最后一個(gè)級(jí)別的評(píng)價(jià)方法。

現(xiàn)階段體積型缺陷評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要有：ASME B31G-2012《腐蝕管道剩余強(qiáng)度手冊(cè)》[3]、API579-1-2007《服役適用性評(píng)價(jià)》[4]、BS7910-2013《金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)可接受缺陷的評(píng)價(jià)指南》[5]等，國(guó)內(nèi)主要評(píng)價(jià)方法有GB/T 19624-2004《在用含缺陷壓力容器安全評(píng)價(jià)》[6]、SY/T6151-2009 《鋼質(zhì)管道鋼體腐蝕損傷評(píng)價(jià)方法》[7]、SY/T6477-2014《含缺陷油氣輸送管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法》[8]。由于缺陷評(píng)價(jià)事關(guān)管道安全運(yùn)行，因此在應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行含缺陷油氣管道安全評(píng)價(jià)時(shí)，必須充分考慮標(biāo)準(zhǔn)的限制條件和適用性。在體積型缺陷標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比方面，楊緒運(yùn)[9]、陳福來(lái)[10]、郭淑娟[11]等進(jìn)行了研究，但均未從適用范圍、限制性使用條件等方面對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)缺點(diǎn)。

1　標(biāo)準(zhǔn)適用范圍與限制條件

ASME B31G由ASME(美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì))發(fā)布，最新版本為2012版。API 579-1由API(美國(guó)石油學(xué)會(huì))和ASME共同發(fā)布，最新版本為2007版。BS7910由英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)研究所發(fā)布，最新版本為2013版。GB/T 19624由國(guó)家質(zhì)監(jiān)總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)共同發(fā)布，最新版本為2004版。SY/T 6151由國(guó)家能源局發(fā)布，最新版本為2009版。SY/T 6477由國(guó)家能源局發(fā)布，最新版本為2014版。6項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均屬于推薦性標(biāo)準(zhǔn)。

1.1適用范圍

ASME B31G-2012適用范圍：1)地下、地上以及近海管道的金屬損失。2)內(nèi)外腐蝕引起的金屬損失。3)磨損引起的金屬損失，但管道表面不能有力學(xué)損傷、裂紋、弧坑、制造缺陷等其他缺陷。4)現(xiàn)場(chǎng)彎管、工廠熱煨彎管、彎頭上的金屬損失。5)恰好位于直焊縫、電阻焊縫或環(huán)焊縫上的金屬損失(意味著腐蝕沒有選擇性發(fā)生在焊縫上)，且管道質(zhì)量完好、韌性、制造缺陷與金屬損失較遠(yuǎn)，沒有相互干擾。6)任何深度的金屬損失，但超過(guò)壁厚80%時(shí)，需認(rèn)真考慮測(cè)量精度以及腐蝕速率。7)新管制造允許的金屬損失。8)發(fā)生金屬損失的管材是韌性的。9)壓力、溫度均在設(shè)計(jì)要求之內(nèi)。10)內(nèi)壓是主要應(yīng)力來(lái)源。

API 579-1-2007適用范圍：1)原始設(shè)計(jì)是按公認(rèn)的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。2)構(gòu)件不在蠕變區(qū)工作，工作溫度符合設(shè)計(jì)要求。3)材料損失區(qū)域有相當(dāng)?shù)墓饣喞?，不?yīng)有切口形缺陷(大的應(yīng)力集中)。4)構(gòu)件不承受循環(huán)載荷(未來(lái)服役環(huán)境小于150次循環(huán))。5)沒有裂紋。

BS7910-2013適用范圍：1)局部腐蝕。2)韌性材料。3)管道直徑壁厚比超過(guò)10(薄壁管)。4)管道、彎頭、承受環(huán)向應(yīng)力或軸向應(yīng)力。5)位于母材或焊縫上的內(nèi)外腐蝕。6)沖蝕或金屬損失。7)如果在焊縫上，則要求焊縫沒有焊接缺陷，不能與母材低匹配，脆斷不大可能發(fā)生。

GB/T 19624-2004適用范圍：1)在用鋼制含超標(biāo)缺陷壓力容器的安全評(píng)價(jià)。包括斷裂與塑性失效評(píng)價(jià)和疲勞失效評(píng)價(jià)。2)體積型缺陷：包括凹坑、氣孔、夾渣、深度小于1 mm的咬邊等。

SY/T 6151-2009適用范圍：1)在役含腐蝕損傷管道的評(píng)價(jià)。2)適用于鈍性的、低應(yīng)力集中的腐蝕損傷的碳鋼和低合金鋼管道。3)管道鈍性機(jī)械損傷可參考本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

SY/T 6477-2014適用范圍：1)含缺陷油氣輸送管剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)。2)管道原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與GB50251或GB50253一致。3)內(nèi)外腐蝕、管體金屬損失類缺陷。4)管道表面不含裂紋、機(jī)械損傷、制造缺陷或其他缺陷。5)缺陷的深度不超過(guò)管道公稱壁厚的80%。6)管道材料是韌性的。7)管道運(yùn)行溫度處于標(biāo)準(zhǔn)控制溫度范圍內(nèi)。8)內(nèi)壓時(shí)管道的主要載荷。

1.2在油氣管道應(yīng)用上的限制

ASME B31G-2012：不適用于以下情況：1)裂紋型缺陷或機(jī)械損傷沒有被徹底打磨光滑。2)金屬損失發(fā)生在超過(guò)6%的凹陷之中。3)溝槽腐蝕、選擇性腐蝕、優(yōu)先腐蝕不發(fā)生在鋼管焊縫或環(huán)焊縫上。4)除了彎管和彎頭外的其他管件。5)鋼管是脆性的。6)鋼管服役溫度超標(biāo)或在蠕變溫度范圍內(nèi)服役。

API 579-1-2007：不適用于以下情況：1)與主要結(jié)構(gòu)不連續(xù)處。2)承受較大附加載荷。3)工作溫度處于蠕變范圍內(nèi)的構(gòu)件。4)循環(huán)載荷服役下的構(gòu)件。

BS7910-2013：不適用于以下情況：1)最小要求屈服強(qiáng)度高于555 MPa(X80及以下適用)，屈強(qiáng)比超過(guò)0.93。2)存在外部超壓。3)疲勞載荷。4)尖銳缺陷。5)局部金屬損失與裂紋共同存在。6)局部金屬損失與機(jī)械損傷共同存在。7)機(jī)械損傷導(dǎo)致的金屬損失(如溝槽)。8)焊接缺陷。9)環(huán)境原因致開裂。10)金屬損失深度超過(guò)80%原壁厚。11)存在應(yīng)力集中區(qū)域的金屬損失，如角焊縫等。12)機(jī)械連接地方的金屬損失。

GB/T 19624-2004適用于以下情況：1)鍋爐和管道在進(jìn)行安全評(píng)價(jià)時(shí)可參照本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。2)壁厚半徑比小于0.18，直管段要求外半徑內(nèi)半徑之比小于1.4。3)材料韌性滿足設(shè)計(jì)要求，無(wú)劣化。4)缺陷深度不得大于60%t(直管段為70%t)，且剩余壁厚不得小于2 mm。5)缺陷長(zhǎng)度不得超過(guò)2.8(Rt)0.5。6)缺陷寬度不小于缺陷深度的6倍。其中R表示管道半徑，t表示管道壁厚。

SY/T 6151-2009：1)不能用于安裝之前或安裝過(guò)程中鋼管的腐蝕評(píng)價(jià)，或焊縫及熱影響區(qū)存在較嚴(yán)重缺陷鋼管的評(píng)價(jià)。2)只適用于管道承受內(nèi)壓情況，當(dāng)管道存在較大附加應(yīng)力時(shí)，則應(yīng)另行考慮。

SY/T 6477-2014：不適用于以下情況：1)管道上的裂紋型缺陷或機(jī)械表面損傷未能打磨光滑。2)管道環(huán)向變形引起的管徑變化超過(guò)6%。3)處于鋼管焊縫或環(huán)焊縫上的縫隙腐蝕、選擇性腐蝕。4)管道材料是脆性的。5)管道運(yùn)行溫度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)控制或者處于蠕變溫度范圍。

2　標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則與關(guān)鍵參數(shù)取值

2.1評(píng)價(jià)級(jí)別

ASME B31G-2012：剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)級(jí)別為4級(jí)。

API 579-1-2007：均勻腐蝕和局部腐蝕剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)級(jí)別都為3級(jí)。

BS7910-2013：剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)級(jí)別為1級(jí)。

GB/T 19624-2004：剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)級(jí)別為1級(jí)。

SY/T 6151-2009：剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)級(jí)別為2級(jí)。

SY/T 6477-2014：均勻腐蝕和局部腐蝕剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)級(jí)別都為2級(jí)。

2.2基本準(zhǔn)則

6項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)評(píng)價(jià)時(shí)所遵循的基本準(zhǔn)則如下：

ASME B31G-2012：缺陷處環(huán)向應(yīng)力是否大于流變應(yīng)力。

API 579-1-2007：均勻腐蝕：均值壁厚及最小壁厚是否大于要求值；局部腐蝕：缺陷處環(huán)向應(yīng)力及軸向應(yīng)力是否大于屈服強(qiáng)度。

BS7910-2013：1)對(duì)于常規(guī)體積型缺陷，以塑性崩潰是否會(huì)發(fā)生為判斷失效條件，以失效評(píng)估圖中橫坐標(biāo)載荷比是否大于臨界值為判斷依據(jù)，相當(dāng)于只以雙判據(jù)失效評(píng)估圖(FAD)中橫坐標(biāo)是否達(dá)到臨界值評(píng)價(jià)體積型缺陷是否安全；2)對(duì)于氣孔、夾渣、咬邊有直接方法。

GB/T 19624-2004：1)對(duì)于凹坑缺陷：以最高工作壓力是否大于臨界壓力為判據(jù)。2)對(duì)于氣孔缺陷，以氣孔率和單個(gè)氣孔尺寸為判斷依據(jù)。3)對(duì)于夾渣缺陷，以?shī)A渣尺寸為判據(jù)。

SY/T 6151-2009：缺陷尺寸評(píng)價(jià)法以及最大應(yīng)力評(píng)價(jià)法(以流變應(yīng)力為臨界值)；

SY/T 6477-2014：同API 579-1。

2.3安全因子取值推薦

6項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)評(píng)價(jià)時(shí)安全因子取值推薦如下：

ASME B31G-2012：建議與水壓試驗(yàn)壓力與設(shè)計(jì)壓力的比值，但不小于1.25。

API 579-1-2007：均勻腐蝕：無(wú)。局部腐蝕：缺陷處管道設(shè)計(jì)系數(shù)的倒數(shù)。

BS7910-2013：缺陷處管道設(shè)計(jì)系數(shù)倒數(shù)。

GB/T 19624-2004：按失效后果分，缺陷尺寸、應(yīng)力需要考慮安全因子，取值范圍1.0～1.5。

SY/T 6151-2009：按缺陷尺寸評(píng)價(jià)時(shí)不考慮安全系數(shù)；按最大應(yīng)力評(píng)價(jià)時(shí)考慮安全因子為缺陷處管道設(shè)計(jì)系數(shù)倒數(shù)。

SY/T 6477-2014：均勻腐蝕：無(wú)。局部腐蝕：缺陷處管道設(shè)計(jì)系數(shù)與焊縫系數(shù)乘積的倒數(shù)。

2.4流變應(yīng)力取值推薦

6項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)評(píng)價(jià)時(shí)流變應(yīng)力取值推薦如下：

ASME B31G：根據(jù)情況取1.1σs或σf=σs+69或σf=(σs+σb)/2。

API 579-1：無(wú)流變應(yīng)力項(xiàng)。

BS7910：σf=(σs+σb)/2

GB/T 19624：非焊縫區(qū)為σs；焊縫區(qū)為屈服強(qiáng)度與焊縫系數(shù)之乘積。

SY/T 6151：σs+69.5

SY/T 6477：無(wú)流變應(yīng)力項(xiàng)。

其中，σs表示管道材料的屈服強(qiáng)度，σf表示流變應(yīng)力，σb表示抗拉強(qiáng)度。

2.5基于公開試驗(yàn)數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比

文獻(xiàn)[12]采用63組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析了傳統(tǒng)B31G(AMSE B31G-2012 第1級(jí)評(píng)價(jià)中的方法a)、修正B31G (AMSE B31G-2012 第1級(jí)評(píng)價(jià)中的方法b)、API 579、BS7910和PCORRC方法的準(zhǔn)確性，認(rèn)為針對(duì)低鋼級(jí)鋼管的失效壓力預(yù)測(cè)，API 579-1的計(jì)算方法更加準(zhǔn)確、安全，更適用于工程。修正B31G計(jì)算方法的準(zhǔn)確性僅次于API 579-1，但計(jì)算結(jié)果較API 579-1偏于危險(xiǎn)。其余3種計(jì)算方法也都偏于危險(xiǎn)，計(jì)算結(jié)果不如API 579-1和B31G準(zhǔn)確。針對(duì)高鋼級(jí)鋼管，B31G的兩種計(jì)算方法均較為準(zhǔn)確、安全可靠，而API 579-1略偏于保守。BS7910和PCORRC則顯得計(jì)算結(jié)果分散性較大，不如前三種方法準(zhǔn)確。

3　對(duì)比分析

從適用性看，6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均可用于鋼管及焊縫體積型缺陷的評(píng)價(jià)，其中AMSE B31G-2012明確說(shuō)明可用于彎頭、彎管缺陷的評(píng)價(jià)。6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的通用限制條件為：要求管道材料是韌性的；不存在疲勞環(huán)境；服役溫度滿足設(shè)計(jì)要求；不能用于應(yīng)力集中區(qū)(如角焊縫、機(jī)械連接處)缺陷的評(píng)價(jià)；要求缺陷不是尖銳缺陷。除GBT19624-2004外，其余標(biāo)準(zhǔn)要求不存在較大附加載荷。當(dāng)體積型缺陷與凹陷復(fù)合時(shí)，AMSE B31G-2012和SY/T 6477-2014明確要求凹陷不得超過(guò)6%管徑。

部分標(biāo)準(zhǔn)存在特殊的限制要求，如BS7910-2013要求焊縫不得低匹配，屈強(qiáng)比不得高于0.93,焊接缺陷不能評(píng)價(jià)。SY/T 6151-2009不能用于安裝之前或安裝過(guò)程中鋼管的腐蝕評(píng)價(jià)。GB/T 19624-2004要求管道的壁厚半徑比小于0.18，由此不能用于小口徑厚壁管的評(píng)價(jià)；缺陷深度不得大于0.6 t(直管段為0.7 t)，而其余標(biāo)準(zhǔn)的限制條件為0.8 t；對(duì)缺陷長(zhǎng)度和寬度也有明確要求，不能用于長(zhǎng)缺陷或者窄缺陷的評(píng)價(jià)。

對(duì)于3個(gè)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，在原理上，ASME B31G-2012和API 579-1-2007相同，均以NG- 18公式為基礎(chǔ)，而BS7910-2013則采用了裂紋型缺陷失效評(píng)估圖的思想，以失效評(píng)估圖的橫坐標(biāo)載荷比來(lái)衡量缺陷是否安全。雖然該方法本質(zhì)上仍是以應(yīng)力是否達(dá)到臨界值作為判據(jù)，但在載荷比計(jì)算時(shí)與前兩者完全不同。其重要突破在于體積型缺陷和裂紋型缺陷均可用失效評(píng)估圖評(píng)價(jià)，使得兩類典型缺陷的剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)有統(tǒng)一的可能。需要注意的是，文獻(xiàn)[12]認(rèn)為BS7910準(zhǔn)確性不如API579-1和ASME B 31G，但該文獻(xiàn)使用的是BS7910-2005版，其體積型缺陷評(píng)價(jià)方法附錄M與2013版完全不同，2005版評(píng)價(jià)方法基于NG-18公式，更接近于ASME B31G-2012的評(píng)價(jià)方法。因此，不能說(shuō)明2013版BS7910準(zhǔn)確性低于前兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于3個(gè)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，分析其評(píng)價(jià)公式可知，SY/T 6151-2009采用了ASME B31G-2012的評(píng)估公式，但多了一種直接根據(jù)缺陷尺寸(包括深度、軸向長(zhǎng)度、環(huán)向長(zhǎng)度)的分級(jí)方法，該方法可簡(jiǎn)單有效地給出缺陷的危害程度。SY/T 6477-2014采用了 API 579-1-2007的評(píng)估公式。GB/T 19624-2004采用了“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目研究成果，認(rèn)為體積型缺陷對(duì)承載能力的減弱主要受無(wú)因次深度d/t和無(wú)因次長(zhǎng)度L/(Rt)0.5影響(其中d表示缺陷深度，L表示缺陷軸向半長(zhǎng)度)，由此擬合了基于極限承載能力的缺陷評(píng)價(jià)公式，并沒有采用鼓脹因子。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于存在較大拉、彎等附加載荷情況時(shí)，也可使用，而其余標(biāo)準(zhǔn)則主要考慮內(nèi)壓因素，要求不能有較大附加載荷。

綜上適用范圍、限制條件以及試驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)，對(duì)于典型體積型缺陷的評(píng)價(jià)，本文認(rèn)為3個(gè)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選的次序?yàn)椋篈SME B31G-2012、API579-1-2007、BS7910-2013。3個(gè)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)選次序?yàn)镾Y/T 6151-2009、SY/T 6477-2014、GB/T 19624-2004。

對(duì)于焊接氣孔、夾渣缺陷，GBT19624-2004和BS7910-2013可進(jìn)行基于缺陷尺寸的直接評(píng)價(jià)方法，而其他標(biāo)準(zhǔn)沒有。因此遇到此類缺陷，可首先根據(jù)缺陷尺寸依據(jù)GBT19624-2004或BS7910-2013直接評(píng)價(jià)，在評(píng)價(jià)通不過(guò)的情況下，將缺陷視為體積型或裂紋型缺陷，選擇相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

對(duì)于咬邊缺陷，只有BS7910-2013能進(jìn)行基于尺寸的評(píng)價(jià)，在評(píng)價(jià)不能通過(guò)情況下，可按裂紋型缺陷選擇相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4　結(jié)　論

1)6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均可對(duì)鋼管、焊縫體積型缺陷進(jìn)行剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)。

2)標(biāo)準(zhǔn)通用的限制條件為：要求管道材料是韌性的，不存在疲勞環(huán)境，服役溫度滿足設(shè)計(jì)要求，不能用于應(yīng)力集中區(qū)(如角焊縫、機(jī)械連接處)缺陷的評(píng)價(jià)，缺陷不是尖銳缺陷。

3)BS7910-2013以失效評(píng)估圖橫坐標(biāo)是否達(dá)到臨界值作為評(píng)判準(zhǔn)則，使得裂紋型缺陷和體積型缺陷評(píng)價(jià)有了統(tǒng)一的可能。該標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定評(píng)價(jià)時(shí)鋼級(jí)不得超過(guò)X80，屈強(qiáng)比不大于0.93。

4)典型體積型缺陷的評(píng)價(jià)，本文認(rèn)為3個(gè)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選的次序?yàn)椋篈SME B31G-2012、API 579-1-2007、BS7910-2013。3個(gè)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)選次序?yàn)镾Y/T 6151-2009、SY/T 6477-2014、GB/T 19624-2004。當(dāng)存在較大的拉、彎等附加載荷時(shí)，可使用GB/T 19624-2004進(jìn)行評(píng)價(jià)。

5)對(duì)于焊縫氣孔、夾渣、咬邊缺陷基于尺寸的直接評(píng)價(jià)方法，可使用BS 7910-2013或GB/T 19624-2004。尺寸直接評(píng)價(jià)通不過(guò)情況下，可按裂紋型缺陷選擇相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

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Comparative Study on Standards of Volume Flaw Remaining Strength Assessment for Oil & Gas Transmission Pipeline

ZHANG Yi1, GAO Fuchao2, YANG Fengping1,3, WANG Qin2, ZHANG Liang1,3,WANG Ke1

(1.CNPCTubularGoodsResearchInstitute,Xi′an,Shaanxi710077,China;2.PetroChinaWestPipelineCompany,Urumqi,Xinjiang830012,China;3.Xi′anTri-circleTechnologyDevelopmentCorporation,Xi′an,Shaanxi710077,China)

Six remaining strength assessment standards for volume flaw were compared in aspects of application range, limit condition, basic evaluation criteria, key parameters selection and public test data. It is found that failure stress assessment method is adopted by ASME B31G-2012、API 579-1-2007、SY/T 6477-2014 and SY/T 6151-2009, GB/T 19624-2004 is based on limit load, but no Fourier factor, and horizontal axis of FAD is used as assessment criterion by BS 7910-2013. In application scope, all the six standards can be used in pipe and weld. The general limitations of these standards are: ductile material of pipe, absence of fatigue, temperature in design scope, no stress concentration and not sharp flaw. For pore, slag inclusion or undercut assessment based on their size, BS 7910-2013 or GB/T 19624-2004 can be used. For typical volume flaw assessment, the recommended standards choosed sequence is: for the foreign standards ASME B31G -2012、API 579-1-2007、BS7910-2013, for the domestic standards SY/T 6151-2009、SY/T 6477-2014、GB/T 19624-2004.

oil &gas transmission pipeline； volume flaw；remaining strength assessment；standard

張奕，女，1983年生，工程師，2012年畢業(yè)于西安石油大學(xué)材料工程專業(yè)，工程碩士，主要從事實(shí)驗(yàn)室、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)認(rèn)可體系管理及石油管道安全風(fēng)險(xiǎn)控制。E-mail：zhangyi008@cnpc.com.cn

TE832

A

2096-0077(2016)04-0030-05

2016-04-14編輯：葛明君)