海管安全評估技術(shù)介紹實(shí)用教案

1、1目目 錄錄第1頁/共31頁第一頁，共32頁。所謂海管安全評估，就是基于海管的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、各種變更數(shù)據(jù)以及(yj)當(dāng)前的監(jiān)測和檢測數(shù)據(jù)，對海管的安全狀況做出分析、評價和判斷。第2頁/共31頁第二頁，共32頁。3目目 錄錄第3頁/共31頁第三頁，共32頁。4第4頁/共31頁第四頁，共32頁。5第5頁/共31頁第五頁，共32頁。6 外檢測是對管道的外部及管道在海底所處狀況進(jìn)行檢測，包括管道埋深、管道周圍的沖刷情況、管道支撐狀況和管跨情況、外保護(hù)層、管道外壁及其損傷情況的檢測。對海底管道水下部分進(jìn)行管外檢測，由潛水員或ROV定期進(jìn)行外檢測，海底管道地理物探調(diào)查可采用各類水下聲學(xué)(shngxu

2、)設(shè)備、遙控潛水器、潛水員操作，應(yīng)用較多的聲學(xué)(shngxu)設(shè)備有底部剖面儀、側(cè)向掃描聲納、回聲探測器等； 第6頁/共31頁第六頁，共32頁。7自由懸跨評估：可依據(jù)DNV-RP-F105的篩選準(zhǔn)則評估疲勞損傷對海底(hi d)管道的影響，這些疲勞載荷包括渦流引起的振動、波浪載荷、以及由洋流和波浪聯(lián)合作用的載荷。底部穩(wěn)定性評估：以DNV海底(hi d)管道底部穩(wěn)定性設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)。穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的目標(biāo)是確保海底(hi d)管道的重量能夠滿足穩(wěn)定性準(zhǔn)則的要求。底部穩(wěn)定性評估可以從整條管道或是從單點(diǎn)的角度進(jìn)行。除進(jìn)行穩(wěn)定性檢查外，沙層的承載能力和管道的漂移也要進(jìn)行檢查。屈曲評估：管道有時會因?yàn)椴僮鳒囟群蛪?/p>

3、力引起的軸向壓縮力而向上或向側(cè)向發(fā)生屈曲，發(fā)生屈曲的管道通常會從海床上拱起，屈曲會引起管道嚴(yán)重過應(yīng)力。屈曲評估可以從整條管道或是從單點(diǎn)的角度進(jìn)行。第7頁/共31頁第七頁，共32頁。8第8頁/共31頁第八頁，共32頁。9 管道內(nèi)檢測主要利用各種管內(nèi)檢測器來完成。管內(nèi)檢測器是一個檢測系統(tǒng)，要完成對管道的檢測，除了各種檢測信號的發(fā)射和接收單元外，還配有驅(qū)動裝置、存儲(cn ch)記錄裝置、里程記錄單元、控制和通訊系統(tǒng)以及其他的輔助設(shè)備。檢測主要是用管內(nèi)檢測器對管道內(nèi)壁裂紋、腐蝕缺陷、管道泄漏、管道幾何形狀等進(jìn)行檢測。第9頁/共31頁第九頁，共32頁。10承壓狀態(tài)評估(pn )：可按照DNV海上標(biāo)準(zhǔn)O

4、S-F101和ASME標(biāo)準(zhǔn)B31.4及B31.8對海底管道的承壓狀態(tài)進(jìn)行評估(pn )。缺陷評估(pn )：評估(pn )缺陷對管道完整性的影響，即對腐蝕缺陷、裂紋等缺陷的評估(pn )；第10頁/共31頁第十頁，共32頁。11第11頁/共31頁第十一頁，共32頁。12 管道監(jiān)測對于海底管道的安全具有重要意義,有必要建立完整的監(jiān)測體系,防患于未然,保障海底管道安全.掛片法數(shù)據(jù)直觀準(zhǔn)確,方法簡潔,易于(yy)實(shí)施,因此已被廣泛應(yīng)用.但是掛片法獲得數(shù)據(jù)周期長,不能實(shí)時測量,電阻法和線性極化法可以實(shí)時監(jiān)測,但結(jié)果受環(huán)境影響較大.還可以采用旁通管路法,即在主管道的若干區(qū)域上分別設(shè)置一段旁通管路,定期拆

5、卸進(jìn)行腐蝕檢查.。第12頁/共31頁第十二頁，共32頁。13管道腐蝕速率輸送壓力、溫度、流量介質(zhì)(jizh)組分（CO2 、沙、油品性質(zhì)）管道懸跨長度局部管道壁厚局部管道缺陷（裂紋、凹陷、凹坑等）第13頁/共31頁第十三頁，共32頁。14第14頁/共31頁第十四頁，共32頁。15 壓力試驗(yàn)是長期以來都是工業(yè)界接受的管道完整性驗(yàn)證方法。這種方法可用來進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和泄漏試驗(yàn)。對危險(xiǎn)(wixin)進(jìn)行評價，選用該方法比較合適。ASME B31.8和API 1160包含了對在役管線進(jìn)行試壓的細(xì)節(jié)。該規(guī)范規(guī)定了要達(dá)到的試驗(yàn)壓力及持續(xù)時間，以確定特定危險(xiǎn)(wixin)的存在，還規(guī)定了可使用的試壓介質(zhì)及其采

6、用各種試驗(yàn)介質(zhì)時的要求。管道運(yùn)營者應(yīng)綜合考慮風(fēng)險(xiǎn)評價的結(jié)果和預(yù)期的缺陷類型來確定何時進(jìn)行壓力試驗(yàn)。第15頁/共31頁第十五頁，共32頁。16外部腐蝕內(nèi)部(nib)腐蝕應(yīng)力腐蝕開裂 第16頁/共31頁第十六頁，共32頁。17目目 錄錄第17頁/共31頁第十七頁，共32頁。渤海某條海管運(yùn)行5年后停產(chǎn)，填充柴油保護(hù)，時隔9年計(jì)劃重新投產(chǎn)，為確認(rèn)管道的安全狀況，進(jìn)行(jnxng)檢測評估。管徑：6“長度：1.7km設(shè)計(jì)壽命：20年腐蝕裕量：4.36mm原設(shè)計(jì)壓力：20.7MPa，現(xiàn)試驗(yàn)壓力：9.75MPa入口溫度：53攝氏度第18頁/共31頁第十八頁，共32頁。n 內(nèi)檢測方法：n 通球存在風(fēng)險(xiǎn)n 內(nèi)檢

7、測成本高n 立管內(nèi)腐蝕研究(ynji)局部外檢試壓方法：n 成本低n 技術(shù)成熟n 立管部分存在的腐蝕特征具有代表性。第19頁/共31頁第十九頁，共32頁。1）內(nèi)腐蝕(fsh)檢測內(nèi)壁損傷檢查和統(tǒng)計(jì)內(nèi)壁腐蝕(fsh)坑分布和測量內(nèi)腐蝕(fsh)剩余壁厚檢測環(huán)焊縫部位溝腐蝕(fsh)檢測環(huán)焊縫缺陷定性與定量2）腐蝕(fsh)產(chǎn)物分析典型部位的腐蝕(fsh)產(chǎn)物取樣和分析3）無損檢測管體無損檢測環(huán)焊縫、母材無損檢測4）腐蝕(fsh)速率測定step1試樣(sh yn)選擇Step2 檢測1）材料適用性試驗(yàn)分別對管體和環(huán)焊縫進(jìn)行檢測：化學(xué)成分、拉伸性能材料的系列溫度夏比沖擊韌性、材料的金相組織、材料的

8、硬度、材料其他理化性能。2）實(shí)物管靜水試壓確定含缺陷（或預(yù)制缺陷）管段的爆破驗(yàn)證試驗(yàn)方案。3）剩余強(qiáng)度和安全運(yùn)行壓力管道腐蝕損傷尺寸定量化分析屈服強(qiáng)度理論計(jì)算斷裂力學(xué)理論計(jì)算MAOP評定極限承載能力的有限元分析Step3 評估第20頁/共31頁第二十頁，共32頁。1）內(nèi)壁腐蝕坑深度最大小于1mm；2）最小剩余壁厚為：11.29mm3）環(huán)焊縫溝腐蝕情況為： 溝腐蝕比較輕微，均小于0.5mm和有一個直徑1.5mm的氣孔。4）腐蝕產(chǎn)物為： 立管內(nèi)壁：FeO（OH) 42,Fe3O4 26%,FeCO3 29% 彎管內(nèi)壁：FeO（OH) 62,Fe3O4 16%,FeCO3 21%5）拉伸、沖擊(ch

9、ngj)性能第21頁/共31頁第二十一頁，共32頁。6）硬度(yngd)試驗(yàn)第22頁/共31頁第二十二頁，共32頁。7）靜水試壓爆破 原始立管： 試樣在20.69MPa的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)壓力下保持15分鐘未發(fā)生泄漏(xilu)，繼續(xù)加壓到90.18MPa時管體破裂。第23頁/共31頁第二十三頁，共32頁。7）靜水試壓爆破人工制造(zhzo)缺陷管段：缺陷尺寸：300mm50mm4mm。第24頁/共31頁第二十四頁，共32頁。7）靜水試壓爆破人工(rngng)制造缺陷管段：試樣在20.69MPa保持15分鐘無泄漏，加壓至75.70MPa時爆裂。第25頁/共31頁第二十五頁，共32頁。1）將缺陷假設(shè)成為矩

10、形形狀；2）通過迭代計(jì)算，計(jì)算出適合工程現(xiàn)場使用的極限缺陷尺寸(ch cun)。對照檢測到的缺陷尺寸(ch cun)小于計(jì)算得到的極限缺陷尺寸(ch cun)（位于曲線下方），則該缺陷是可接受的。3）通過對照，所檢測出的缺陷都在曲線下方，是可接受的。第26頁/共31頁第二十六頁，共32頁。4）驗(yàn)證計(jì)算 將實(shí)物爆破、有限元計(jì)算和安全評估軟件獲得爆破壓力進(jìn)行對比，結(jié)果(ji gu)很相近。第27頁/共31頁第二十七頁，共32頁。28目目 錄錄第28頁/共31頁第二十八頁，共32頁。29 在海底管道生命周期內(nèi)，海管安全評估是完整性管理中的重要一環(huán)，我們希望成為管道管理者最佳管理業(yè)務(wù)的伙伴，在海底管道完整性管理方面提供的協(xié)助，使管理者能夠全身心的投入核心業(yè)務(wù)，在安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的條件下管理管道設(shè)施。 在海底管道檢測(jin c)與安全評估方面正是我們大顯身手的領(lǐng)域，我們的技術(shù)服務(wù)不僅面向現(xiàn)在而且放眼未來，我們將以最新的技術(shù)解決現(xiàn)有的問題，將客戶的需要變成適用的解決方案。第29頁/共31頁第二十九頁，共32頁。第30頁/共31頁第三十頁，共32頁。31謝謝您的觀看(gunkn)！第31頁/共31頁第三十一頁，共32頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)1。底部穩(wěn)定性評估(pn )：以DNV海底管道底部穩(wěn)定性設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)。承壓狀態(tài)評估(pn )：可按照DNV海上標(biāo)準(zhǔn)OS