海管安全评估技术介绍实用教案

1、1目目 录录第1页/共31页第一页，共32页。所谓海管安全评估，就是基于海管的设计数据、运行数据、各种变更数据以及(yj)当前的监测和检测数据，对海管的安全状况做出分析、评价和判断。第2页/共31页第二页，共32页。3目目 录录第3页/共31页第三页，共32页。4第4页/共31页第四页，共32页。5第5页/共31页第五页，共32页。6 外检测是对管道的外部及管道在海底所处状况进行检测，包括管道埋深、管道周围的冲刷情况、管道支撑状况和管跨情况、外保护层、管道外壁及其损伤情况的检测。对海底管道水下部分进行管外检测，由潜水员或ROV定期进行外检测，海底管道地理物探调查可采用各类水下声学(shngxu

2、)设备、遥控潜水器、潜水员操作，应用较多的声学(shngxu)设备有底部剖面仪、侧向扫描声纳、回声探测器等； 第6页/共31页第六页，共32页。7自由悬跨评估：可依据DNV-RP-F105的筛选准则评估疲劳损伤对海底(hi d)管道的影响，这些疲劳载荷包括涡流引起的振动、波浪载荷、以及由洋流和波浪联合作用的载荷。底部稳定性评估：以DNV海底(hi d)管道底部稳定性设计为基准。稳定性设计的目标是确保海底(hi d)管道的重量能够满足稳定性准则的要求。底部稳定性评估可以从整条管道或是从单点的角度进行。除进行稳定性检查外，沙层的承载能力和管道的漂移也要进行检查。屈曲评估：管道有时会因为操作温度和压

3、力引起的轴向压缩力而向上或向侧向发生屈曲，发生屈曲的管道通常会从海床上拱起，屈曲会引起管道严重过应力。屈曲评估可以从整条管道或是从单点的角度进行。第7页/共31页第七页，共32页。8第8页/共31页第八页，共32页。9 管道内检测主要利用各种管内检测器来完成。管内检测器是一个检测系统，要完成对管道的检测，除了各种检测信号的发射和接收单元外，还配有驱动装置、存储(cn ch)记录装置、里程记录单元、控制和通讯系统以及其他的辅助设备。检测主要是用管内检测器对管道内壁裂纹、腐蚀缺陷、管道泄漏、管道几何形状等进行检测。第9页/共31页第九页，共32页。10承压状态评估(pn )：可按照DNV海上标准O

4、S-F101和ASME标准B31.4及B31.8对海底管道的承压状态进行评估(pn )。缺陷评估(pn )：评估(pn )缺陷对管道完整性的影响，即对腐蚀缺陷、裂纹等缺陷的评估(pn )；第10页/共31页第十页，共32页。11第11页/共31页第十一页，共32页。12 管道监测对于海底管道的安全具有重要意义,有必要建立完整的监测体系,防患于未然,保障海底管道安全.挂片法数据直观准确,方法简洁,易于(yy)实施,因此已被广泛应用.但是挂片法获得数据周期长,不能实时测量,电阻法和线性极化法可以实时监测,但结果受环境影响较大.还可以采用旁通管路法,即在主管道的若干区域上分别设置一段旁通管路,定期拆

5、卸进行腐蚀检查.。第12页/共31页第十二页，共32页。13管道腐蚀速率输送压力、温度、流量介质(jizh)组分（CO2 、沙、油品性质）管道悬跨长度局部管道壁厚局部管道缺陷（裂纹、凹陷、凹坑等）第13页/共31页第十三页，共32页。14第14页/共31页第十四页，共32页。15 压力试验是长期以来都是工业界接受的管道完整性验证方法。这种方法可用来进行强度试验和泄漏试验。对危险(wixin)进行评价，选用该方法比较合适。ASME B31.8和API 1160包含了对在役管线进行试压的细节。该规范规定了要达到的试验压力及持续时间，以确定特定危险(wixin)的存在，还规定了可使用的试压介质及其采

6、用各种试验介质时的要求。管道运营者应综合考虑风险评价的结果和预期的缺陷类型来确定何时进行压力试验。第15页/共31页第十五页，共32页。16外部腐蚀内部(nib)腐蚀应力腐蚀开裂 第16页/共31页第十六页，共32页。17目目 录录第17页/共31页第十七页，共32页。渤海某条海管运行5年后停产，填充柴油保护，时隔9年计划重新投产，为确认管道的安全状况，进行(jnxng)检测评估。管径：6“长度：1.7km设计寿命：20年腐蚀裕量：4.36mm原设计压力：20.7MPa，现试验压力：9.75MPa入口温度：53摄氏度第18页/共31页第十八页，共32页。n 内检测方法：n 通球存在风险n 内检

7、测成本高n 立管内腐蚀研究(ynji)局部外检试压方法：n 成本低n 技术成熟n 立管部分存在的腐蚀特征具有代表性。第19页/共31页第十九页，共32页。1）内腐蚀(fsh)检测内壁损伤检查和统计内壁腐蚀(fsh)坑分布和测量内腐蚀(fsh)剩余壁厚检测环焊缝部位沟腐蚀(fsh)检测环焊缝缺陷定性与定量2）腐蚀(fsh)产物分析典型部位的腐蚀(fsh)产物取样和分析3）无损检测管体无损检测环焊缝、母材无损检测4）腐蚀(fsh)速率测定step1试样(sh yn)选择Step2 检测1）材料适用性试验分别对管体和环焊缝进行检测：化学成分、拉伸性能材料的系列温度夏比冲击韧性、材料的金相组织、材料的

8、硬度、材料其他理化性能。2）实物管静水试压确定含缺陷（或预制缺陷）管段的爆破验证试验方案。3）剩余强度和安全运行压力管道腐蚀损伤尺寸定量化分析屈服强度理论计算断裂力学理论计算MAOP评定极限承载能力的有限元分析Step3 评估第20页/共31页第二十页，共32页。1）内壁腐蚀坑深度最大小于1mm；2）最小剩余壁厚为：11.29mm3）环焊缝沟腐蚀情况为： 沟腐蚀比较轻微，均小于0.5mm和有一个直径1.5mm的气孔。4）腐蚀产物为： 立管内壁：FeO（OH) 42,Fe3O4 26%,FeCO3 29% 弯管内壁：FeO（OH) 62,Fe3O4 16%,FeCO3 21%5）拉伸、冲击(ch

9、ngj)性能第21页/共31页第二十一页，共32页。6）硬度(yngd)试验第22页/共31页第二十二页，共32页。7）静水试压爆破 原始立管： 试样在20.69MPa的标准试验压力下保持15分钟未发生泄漏(xilu)，继续加压到90.18MPa时管体破裂。第23页/共31页第二十三页，共32页。7）静水试压爆破人工制造(zhzo)缺陷管段：缺陷尺寸：300mm50mm4mm。第24页/共31页第二十四页，共32页。7）静水试压爆破人工(rngng)制造缺陷管段：试样在20.69MPa保持15分钟无泄漏，加压至75.70MPa时爆裂。第25页/共31页第二十五页，共32页。1）将缺陷假设成为矩

10、形形状；2）通过迭代计算，计算出适合工程现场使用的极限缺陷尺寸(ch cun)。对照检测到的缺陷尺寸(ch cun)小于计算得到的极限缺陷尺寸(ch cun)（位于曲线下方），则该缺陷是可接受的。3）通过对照，所检测出的缺陷都在曲线下方，是可接受的。第26页/共31页第二十六页，共32页。4）验证计算 将实物爆破、有限元计算和安全评估软件获得爆破压力进行对比，结果(ji gu)很相近。第27页/共31页第二十七页，共32页。28目目 录录第28页/共31页第二十八页，共32页。29 在海底管道生命周期内，海管安全评估是完整性管理中的重要一环，我们希望成为管道管理者最佳管理业务的伙伴，在海底管道完整性管理方面提供的协助，使管理者能够全身心的投入核心业务，在安全、可靠和经济的条件下管理管道设施。 在海底管道检测(jin c)与安全评估方面正是我们大显身手的领域，我们的技术服务不仅面向现在而且放眼未来，我们将以最新的技术解决现有的问题，将客户的需要变成适用的解决方案。第29页/共31页第二十九页，共32页。第30页/共31页第三十页，共32页。31谢谢您的观看(gunkn)！第31页/共31页第三十一页，共32页。NoImage内容(nirng)总结1。底部稳定性评估(pn )：以DNV海底管道底部稳定性设计为基准。承压状态评估(pn )：可按照DNV海上标准OS