埋地管道结构完整性评价技术研究
基于埋地管道无损检测的相关检测办法
基于埋地管道无损检测的相关检测办法作者：张向阳来源：《硅谷》2014年第21期摘 ;要 ;在石油、天然气等输送工程中，埋地管道以自身诸多优势得到了普遍应用。
对于埋地管道而言，其有些情况下要面对较差的环境以及工况，表现出较高的风险系数，重视并落实埋地管道检测工作便显得尤为重要了。
有鉴于此，本文基于埋地管道无损检测进行相关探讨，系统介绍了几种先进、常用的无损检测技术及其应用。
关键词 ;埋地管道;无损检测;X射线中图分类号：TH878 ; ; ;文献标识码：A ; ; ;文章编号：1671-7597（2014）21-0131-02我国在埋地管道检测这一领域的研究由于开展较晚，所以，仍处于起步阶段，然而现阶段，埋地管道泄漏事故却屡见报端，带来了严重的负面影响，所以，应重视并推动埋地管道检测水平的不断提高，并积极付诸实践，从而实现减少该类事故的目的。
1 ;埋地管道元件的无损检测埋地管道有数量众多的管道元件组装而成，主要包括管子、法兰以及阀门等。
如何做好这些管道元件的无损检测工作也是当下的研究热点之一。
以埋地管道用钢管的无损检测为例。
埋地管道用管材主要涉及两种，一种是无缝钢管，另一种是焊接钢管。
对无缝钢管进行检测时，通常采用液浸法或者接触法超声波检测，以实现对纵向缺陷的及时准确发现;对焊接管进行检测时，通常采用射线抽查法或者100%检测[1]，采用100%检测时，一般将会利用到先进的X 射线实时成像无损检测技术。
2 ;埋地管道安装阶段的无损检测1）射线检测。
在射线检测过程中，为提高和保证理想的检测效率以及准确性，国内外均十分重视这一领域相关设备的研发，在此背景下，管道用X射线实时成像检测设备成了人们普遍关注的焦点，其中较为新进的有美国Envision公司设计制作的EnvisionScan GW-2TM管道焊缝自动扫描X射线实时成像系统。
该装置表现出了一定的先进性，通过对以CMOS成像为代表的诸多先进技术的引入、融合和应用，能够很好地完成对Φ609mm（24i）管线所对应的连接焊缝的360°精确扫描，且仅需1～2min便能够出色完成，与此同时，还能够提供令人满意的扫描宽度（可达75mm），除此之外，该装置具有相对较高的图像分辨率，能够达到80um，已经超过大多数胶片成像系统。
埋地管线完整性检测体系
1 埋地管线风险评估[1]
管道的风险评估是选用科学的分析方法对管道
作者简介：贾晓龙(1989－) ，男，硕士，主要研究方向为压力容器及管道安全技术。
74
TOTAL CORROSION CONTROL VOL.29 No.07 JUL. 2015
腐蚀研究 Corrosion Research
进行风险分析，为降低风险所采取的措施提供可靠 的理论依据。对在役管线实施风险评估，可以对同 一条管线的不同区域进行风险排序，找出高风险区 域而将有限的资源进行合理的调配和利用，更有针 对性地制定维修维护策略，找到管线日常维护开销 与保证安全运行状态的平衡点，从而获取最大的经 济效益。 关于管线的风险评估，国外早在20年前就 已经展开了这一领域的研究工作，如：1992年 W·Kent·Muhlbauer 就已经撰写了《管道风险评估管 理手册》，详细叙述了管道风险评估模型和评估方 法，并与 1996 年对该书进行了修订，增加了管道风 险评估修正模型。目前，该书已成为世界各国开展 油气风险评估工作的指导性文件[2]。我国在管线风险 评估方向的研究工作相对起步较晚，但经过多年的 不懈努力，以我国油气管线运行条件与国外存在较 大差异性为前提，我国也已编制出更适应我国管道 实际情况的风险评估标准化文件GB/T 27512《埋地 钢质管道风险评估办法》，此标准为我国埋地管线 风险评估工作的开展提供了技术指导与依据。 一般而言，埋地管线风险评估主要步骤如下： ①管道区段地划分；②确定每一区段的失效可能 性；③确定每一区段的失效后果；④确定每一区段 的风险等级；⑤提出降低风险的策略。
Abstract: Recently, Buried pipeline are widely used to transport liquid and gas media, at the same
给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程
给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程一、总则1、本规程是针对埋地钢管管道结构设计的特殊性，其目的在于使这类管道能够抵御恶劣环境下的各种地质条件对其带来的荷载，从而达到良好的结构质量和可靠性要求，保证其出厂质量和使用延长其他管道管线的使用寿命。
2、本规程旨在完善埋地钢管管线设计，引入新技术，研究新构件，建立新材料，有效改善施工方法，提高施工质量，优化新的结构系统，提高机械性能，使管道更加适用于恶劣环境。
二、技术条件（一）材料1、埋地钢管管线构件应采用钢NO13Mn V 18、S2Cr2N230V、S2CrN、S4CrN4、S4CrN4TiN等管线材质。
2、钢管结构设计参数应符合GB (/T 9711.1-1997钢管线路管道系列产品技术规范规定的材料标准和壁厚要求。
（二）荷载1、埋地钢管结构需要根据施工地点实际情况、设计荷载需要把握，考虑设计承载力的定义。
2、在确定结构荷载及考虑钢管管线的吊装、施工或安装，安全可靠性的要求，以及相同规格的钢管管线伸缩性，应根据地下环境（如地质构造、地质条件、地区气候等）所施加的外力确定钢管管线设计承载力。
（三）设计结构1、埋地钢管管线设计时，应考虑管道的有效长度以及弯曲系数，以保证管道内的流体传输均匀，减少水头丢失。
2、设计补偿结构时，应注意总长变化、管径变化或组合变化，并充分考虑材料和加工的可行性，确保其可靠性与安全性。
三、设计准则（一）埋地钢管管线设计应符合有关国家标准，确保其结构安全可靠，采用具有可靠性高、可操作性强、投资低廉、实用性强的新技术，降低建设成本，提供足够的设计数据保证结构位移和弯曲稳定，并兼顾施工的便利性。
（二）埋地钢管管线设计应综合参考有关国家规定，考虑地质地貌、环境影响等因素，设计穿越山谷、内河流域、内海穹岛构造等不良地形条件的管线通道，并绘制出逻辑路线图以及工程地形分析和图谱。
四、检验与审核（一）实施过程中，每一步必须有严格的检验和审核，以确保设计符合要求，确保管道正常安装和使用，确保水流满足设计要求，确保操作流程顺利进行。
dg∕tj08-308-2018 埋地塑料排水管道工程技术标准
dg∕tj08-308-2018 埋地塑料排水管道工程
技术标准
dg/tj08-308-2018 埋地塑料排水管道工程技术标准是中国国家标准化管理委员会发布的标准，用于规范埋地塑料排水管道工程的设计、施工和验收。
这个标准包括了以下内容：
1.总则：介绍适用范围、术语和定义。
2.材料：包括要求、分类、技术指标和选择。
3.结构设计：介绍管道的结构设计原则、要求和计算方法。
4.施工工艺：包括基础处理、管道铺设、连接、安装和保护等施工步骤。
5.检验与验收：确保管道工程质量的检验和验收方法，包括材料和工程质量检查要点。
6.交接、使用与维护：管道工程竣工后的交接、使用和维护事项。
该标准适用于埋地塑料排水管道工程的设计、施工和验收，旨在保障工程质量，提高工程施工效率，保护环境。
埋地球墨铸铁管结构计算分析与探讨
埋地球墨铸铁管结构计算分析与探讨摘要：埋地球墨铸铁管在输水工程中应用较为广泛，本文结合某输水工程，对埋地球墨铸铁管管道变形、强度设计采用《水利水电工程球墨铸铁管道技术导则》和《给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程》设计计算方法进行计算，进一步论证了管材选择的合理性。
其实践经验可供类似工程参考。
关键词：埋地球墨铸铁管；管道变形；管道强度；管材选择一、引言目前，国内输水用球墨铸铁管设计书籍主要有《给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程》、《给水排水工程管道结构设计规范》、《给水排水工程结构设计手册》，均是以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用含分项系数的设计表达式进行设计；强度计算时，考虑内部荷载及外部荷载同时作用下的管壁应力计算；变形计算时，仅考虑在外部荷载作用下的管道变形。
《水利水电工程球墨铸铁管道技术导则》是采用单一安全系数极限状态设计方法，把外部荷载单独作用下及内部荷载单独作用下的受力状态当作极端状态；设计中主要考虑以下两种情况：一是仅考虑内部荷载时，需要的壁厚；二是仅考虑外部荷载时进行变形设计。
本文以某输水工程为例，对基本参数一致的情况，对管材等级选择采用《水利水电工程球墨铸铁管道技术导则》和《给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程》设计计算方法进行分析探讨。
二、工程概况某输水工程设计流量2.5m3/s，管道内径为1.4m，经管材比选，以球墨铸铁管为主。
管道工作压力为1.0MPa，管道设计压力为1.6MPa。
球墨铸铁管埋管下部为砂碎石垫层，管周回填土压实度要求不小于90%，最大回填土高度为4.5m。
三、按《水利水电工程球墨铸铁管道技术导则》计算。
1、径向变形管道的径向变形率计算采用下列公式进行：式中：Δ——管道的径向变形率，%；K x——变形系数；∑P——作用在管道上的竖向荷载，MPa；E’——管侧回填土的反作用模量，MPa；S——管的径向刚度，MPa。
油气田埋地管道完整性检测评价
油气田埋地管道完整性检测评价埋地油气管道介质一般含水、H2S、CO2、Cl-等，易使管道产生腐蚀导致失效，造成环境污染或人员伤亡。
开展管道检测和完整性评价能提前发现腐蚀缺陷管段，及时维修防护，有效保障管道的安全运行。
笔者以某油气田埋地管道为例，介绍了管道完整性检测评价的应用实践。
1管道完整性评价1.1 数据采集管道数据包括勘察、设计、采购、施工、检测、验收、投产、运行、维护、废弃等全过程数据；管道属性数据、管道环境数据、管道检测维护管理数据及历史数据；管道失效分析、管道应急预案等。
1.2 高后果区识别依据GB 32167―2015《油气输送管道完整性管理规范》，高后果区识别方法和分级准则主要考虑因素有：地区等级、村庄及乡镇密集程度，周边是否有公路、易燃易爆场所、国家自然保护区、特定场所以及水源地等。
在数据采集基础上，结合管道现场情况，对管道高后果区逐一分级，并采用GPS定位系统采集位置数据。
同时识别出在这些高后果区内对管道安全运行造成威胁的主要原因，形成高后区识别记录表和高后果区识别统计表。
1.3 风险评估埋地油气管道的风险评估一般采用半定量风险评估方法。
工作内容主要包括管段划分、失效可能性评价、失效后果评价和风险值计算。
管段划分的原则是当相关数据出现重要的变化时插入分段点。
综合管道介质、压力、温度、规格、投运时间、介质腐蚀性、人口密度、防腐层状况和地区等级要求等对管线进行区段划分。
失效可能性分析从第三方破坏、腐蚀、设备（装置）及操作和管道本质安全方面，针对埋地钢制管道在役阶段失效可能性进行评分。
失效后果评分主要从介质的短期危害性、介质的最大泄漏量、介质的扩散性、人口密度、沿线环境、泄漏原因和供应中断对下游用户影响等，针对埋地钢制道失效后果进行评分。
风险值为失效可能性得分与失效后果得分的乘积，随后依据标准中推荐的风险等级划分办法开展风险等级划分。
风险高的管段应在后续的检验检测及运行维护过程中予以重点关注。
埋地钢质管道腐蚀防护系统的完整性评价方法的研究
（． １ 中国石化镇海炼化分公 司， 浙江宁波 ３ ５ ２ ２ 中国航 空油 料有限责任公司 东北公 司 ， 宁沈 阳 １ ０４ ； １ ８４；． 辽 １０ ３ １０ ２ ４ 中国特种设备 检测研究院 ， ０ ０８；． 北京 １０ １ ） ００ ３ ３ 中石化北京石油分公 司 ， ． 北京
２ １正 ０１
第５ 期
管 道 技 术 ５ 设 告
Ｐｉ ｅｉ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ａ Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ ｐ ｌｎ ｅ ｈ ｉ ｕ ｎｄ ｕｐ ｎ
２ １ ０１ Ｎｏ ５ ．
埋 地 钢 质 管 道 腐 蚀 防护 系统 的完 整 性 评 价 方 法 的研 究
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈｅ Ｉ ｔ ｇ ｉｙ Ａｓ ｅ ｓ ｅ ｔＭ ｅ ｈｏ ｏ ｈｅ ｓ ａ ｃ ｆｔ ｎ ｅ ｒｔ ｙ ｔ ｍ ｆＢｕ ｉｄ Ｓ ｅ ｌＰ ｐ ｌ ｅ ｒ ｏ ｉ ｎ ａ ｄ Ｐｒ ｔｃ ｉ ｎ Ｓ ｓｅ ｏ ｒｅ ｔ ｅ ｉ ｅｉ ｎ
ＧＵ Ｓ ａ ． ｕ Ｌ Ｕ Ｌ ．ｉ ＢＡ ｕ ｎ －ｈ ｎ ， ＡＯ Ｙｏ ｇ ｈ ｎ ｄ ｏ ， Ｉ ｉｘｎ ， ＩＧ ａ ｇ ｃ ｅ ＸＩ ｎ ４
（ ． ｉｏ ｅ ｈ ｎ ａ Ｒ ｆｔ ｇ＆ Ｃ ｅ ｃｌＣ ｍｐ ｎ ， ｉｇ ｏ３ ５２ ， ｉａ ２ Ｃ ｉａＡ￣ ｆ ｎＯｉＬｍｉ ｄ １ Ｓｎ ｐ ｃＺ ｅ ｈ ｉ ｅｕ ｎ ｉ ｈ ｍｉ ｏ ａ ｙ Ｎ ｎ ｂ １８ Ｃｈｎ ；． ｈｎ ａ ｏ ｌ ｉ ｔ ａ ４ ｉ ｅ Ｌａ ｉｔ ｏ ａ ｙＮ ｒｈ ａｔ ｏ ａ ｙ Ｓ ｅ ｙ ｇ１０ ４ ， ｉａ３ Ｓｎ ｐ ｃＢ ｉｎ ｉ Ｐ ｏ ｕ ｔ Ｃ ｍｐ ｙ ｉｂｌｙＣ ｍｐ ｎ ｏｔｅｓ ｍｐ ｎ ，ｈ ｎ ａ １０ ３ Ｃｈｎ ；． ｉｏ ｅ ｅ ｉｇＯ ｌ ｒｄ ｃ ｏ ａ ， ｉ Ｃ ｎ ｊ ｓ ｎ Ｂ ｉｎ ０ ０ ８ Ｃｈ ａ４ Ｃ ｎ ｐｃａ ｑ ｉｍｅ ｔ ｎｐ ｃ ｏ ｄＲ ｓａｃ ｎｔ ｕｅＢ ｉｎ ００ ３ Ｃ ｉａ ｅ ｉｇ１０ ２ ， ｉ ；． ｈ ａＳ ｅｉｌ ｕｐ ｎ ｓ ｅｔ ｎ ａ ｅｅ ｒｈＩｓ ｔｔ， ｅ ｉｇ１ ０ １ ， ｈｎ ） ｊ ｎ ｉ Ｅ Ｉ ｉ ｎ ｉ ｊ
管道完整性管理方法及应用
天然气管道破裂并着火 400－500英尺高的火焰毁坏 了8幢建筑 1500名居民撤离 经济损失达25,000,000美元 破裂处以前发生过机械损伤， 造成壁厚减薄
管材为脆性材料
本体缺陷导致的失效
美国华盛顿贝灵汉姆（ Bellingham, Washington ） -1999
完整性管理工作流程
数据收集、检查和 综合
高后果区识别
风险评价
未完成
效能 评价
威胁都已 评价？
完整性评价 修复和减缓
数据采集
数据采集是完整性管理的基础工作， 是对管道的基础属性、自然环境、沿线 社会、历史状态和失效数据进行调查、 收集和综合。
数据采集 高后果区识别 风险评价 完整性评价 维修和维护 效能评价 图：数据采集和数据属性示意图
（3）第三方损坏威胁的主要类型
挖掘机撞击导致的凹坑或划伤
• • • • • • •
第三方施工挖掘机损坏埋地管道 撞击损坏地上管道 蓄意破坏 打孔盗油气 船抛锚和钻探损伤水下管道 恐怖袭击 打孔盗 管道占压 油安装
的阀门
车辆撞击-地上管道
Ship anchor damage Trawl board scars 船锚拖动损坏 拖网板损坏 Sabotage damage caused by explosive on pipeline 通过在管道上进行爆炸蓄意破坏管道
高后果区识别 风险评价 完整性评价 维修和维护 效能评价
25
效能评价
效能评价主要回答两个问题：
1、所开展的完整性管理工作是否达到了管理程序 所要求的目标。 2、管道的完整性和安全性是否通过实施完整性管 理得到提高。
数据采集 高后果区识别 风险评价 完整性评价 维修和维护 效能评价
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陷具体位置和对应尺寸 ， 进一步分析确定管道承受载荷能力大 小， 评价 确定该管 道能否继续 使用 ， 及如何 合理使用使 得风 险
最小， 即通过确定 管道允许的最大操作指标来对管道 的稳定性 和强度 进行评价与预测 ， 最 终确保现役管道平稳 、 安全 、 经济 的
摘 要： 目前我 国油气管道有 ８ ０ ％都 已进入老化期 ， 在 管道使 用寿命 的减 少、 输送介质的特性 、 地质 灾害 以及各种人为 因素等 众 多影 响下， 造成人 员伤亡及环境 污染等 灾难性 的管道 事故 ， 因此管道结构完整性评价 显得 尤为重要 。 因此先阐述 “ 管道完整性 ” 的
风险 因素 的识别 和技术评 价来 制定相应的风险控制对策 。 并 对 识别到 的不利影 响因素进行不断的改善 ， 从而将风 险水 平控 制 在合理且可接受范围之内为 目的的。 通过分析风险最终确定高 风险部位 ， 判断哪些 因素是最有可能导致管道事故 和不 利于潜
在事故预防的 ， 并提供科学的防范措施 和管理决策方法
２ ． ２ 管道完整性评价的 目的 管道完整性评价技术从 三个大 的方 面着手 ，再分 步进行 具 体介 绍如下表所示 ：
管道可靠性分析与计算 管道缺陷无损检测技术与 管道风险分 析与计算 评价 管道运行 的数据统计 运行 参数采集与测试 风 险分 析数据 的收集
ห้องสมุดไป่ตู้
高我 国管道运输的安全性和经济性起到 巨大 的推动作用。
通过采用各种智能检测 设备确定管道故 障类 型及严重程
度， 根据 缺陷 的类 型和严重 程度如 ： 定量地 分析 出管道 各种缺
等 。这 时就需要对管道进行不断 的监测 、 检测 、 检验等 。管道始 终处 于安全 可靠 的受控工作状态是管道完整性 的具体表现 。 评 价 检测结果 、 评价管 道缺 陷的类型和程 度 ， 分析确 定管道完 整 性情况 等是 管道完整性评价 的三个 主要部分 。
概念 ， 再详细介 绍管道 完整性评价技 术的 内容及 目的并对今后发展趋势作 了展望。
关键词： 埋地 管道 ； 结构完整性 ； 评价 中图分类＂ ￣ － ： Ｔ Ｅ ９ ７ ３ 文献标识码： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ３ — ０ ０ ７ ５ — ０ １
社会效益 和风险三方 面均衡的基础上达到风险最小化 、 效益最 大化 的最终 目标 。因此 ， 积极开展管道完整性研究 必然会对 提
求结构 同时满足这两个方面的使用 功能。 因此该方法具有系统 性、 整体性与综合 性 以及 多学科性 ， 结 构完整性 具体包 括材料 性能 、 结构构 造 、 制造工艺 、 载荷 与环境 、 使用 与维护等 多种 因 素 。由此可见各个 因素的影 响造成可靠性 与安全性 的降低导致 对结构 的完整性产生 了根本性的影响 ． 因此管道完整性 的关键 是结构的安全性 ， 结构完整性 的根本保证 是深入研究好管道 的 失 效机 制及 风险问题 。
１ 前 言
施， 保证 管道 系统在要求 的可靠度指标下顺 利的完成工作 。
管道风 险评价是 以根据多变 的管道 因素对运营 中面临的
石油天然气管道是 国家重要 的公共 基础设施 ，管 道运输 与铁路 、 公路 、 水运 、 航空并列为五大运输方式 之一 。管道系统
安全运行对于生产与生活具有 重要 意义 ，以输气管道为例 ， 油
气井至用 户都在密 闭状态下 通过长输 管道连接 气 田净 化处理 厂和城 市门站 ， 具 有输气量 大 、 压 力高 、 输送距 离长等 特点 ， 但
由于天然气 在一年或者 一天 消费量不均 匀性很大 使得其压 力 不 稳定 ， 造成受 力不均 ， 导致管 道强 度 、 耐久 性 下降最 终破 裂
运行来达到管道检测 的 目的。
３ 结 束 语
２ ． １ 管 道完整性概念 管道完整 性是指管道在物理 上和功能上是完 整 的 ，也 就
是处 于受控制状 态的 ， 可 以随时随刻监测 和检验 ， 保证 管道 系 统及各组成部分能够将输送任务安全经济地完成 。 结构 的完 整 性是保证结构及 构件 的安全性和经济性 ， 既要把传统 的强度 和 刚度要 求考虑在 内 ， 又 要对耐久 性和损 伤容 限进行 强调 ． 并要
２ ０ １ ３ ． ＮＯ． １ ２
工 程 与 材料 科 学
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
埋地管道结构完整性评价技术研究
（ 西安石油大学 许 焕 机械 工程 学院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５ ）
管道 可靠 性评 价技术是朝着 在增强油气管道运行 安全性
的同时 ， 合理地利用资源使经济效益最大化 的趋势发展。目前 ， 在石 油天然气 管道建设 中 已经普遍 展开 了可行 性研究 的安全 预评价 ， 管道体系 的现状涉及管 道完 整性 的监测及评价等多方 面工作 ， 中国 目前还处 于不完全成熟阶段。因此 ， 要加强 国内完 整性技术 就要开 发更加全 面的适合油 气管道运 行管理 的评 价 软件 ， 实现及 时、 动态 、 全 面的管道运行管理 。 力求 在费用 、 经济
环保， ２ ０ ０ ６ ， ３ ２ （ ８ ）
系统可靠性评 价理论 管道各种缺陷无损检测 相对风 险数值 的计算 系统 可靠性评 价软件 剩余 强度评价与寿命 预测 管道的风险评估与管理
参考文献 ： ［ １ 】 董 少华． 管道 完整性技术 与管理［ Ｍ 】 ． 北京： 中国石化 出版
社． ２ ０ ０ ７
［ ２ ］ 程 远鹏， 白羽． 埋 地输 油管道腐蚀剩余 寿命预 测『 Ｊ １ ＿ 压 力
容 器， ２ ０ ０ ９ ， ２ ６ （ ２ ） ： ３ ０ — ３ ４
［ ３ 】 石 永春 等． 管道 内检 测技 术及发展 趋势［ Ｊ Ｊ ． 工 业安全 与